Современное решение обогрева частного дома — индукционное отопление: подробный обзор

Виды индукционных котлов для отопления

Различаются два типа устройств с вихревыми токами для нагрева теплоносителя. Первый тип – подача на первичную обмотку напряжения сети 220 в 50 герц, второй – подача напряжения через инвертор. Прибор преобразует стандартное напряжение электросети в токи высокой частоты, примерно в 20 килогерц.

Также различаются используемые материалы – в индукционных котлах SAV замкнутые теплообменники выполнены из стальных труб, а вихревые котлы оснащены теплообменниками из ферромагнитного материала.

Для чего требуется инвертор? Для того чтобы сделать электрокотел индукционный для отопления более надежным, компактным, экономичным и практичным. Однако применение меди для обмотки и сплавов теплообменника, блока автоматики делает инвертор дорогим прибором и это единственная причина по которой индукционные котлы стоят больше, чем электрический обычный котел с ТЭНом.

Рекомендуем к прочтению:Двухконтурный электрический котел для водоснабжения и отопления

Выбирая индукционное отопление, сначала нужно подобрать тип котла:

1. SAV. Отопительное оборудование без инверторов, работающее от стандартного электроснабжения (50 герц), подаваемоемого на индуктор. Вторичная обмотка представляет собой сеть тонких стальных труб теплообменника и быстро прогревается токами Фуко. Транспортировка носителя принудительная, установлен циркуляционный насос. В ассортименте предлагается оборудование с напряжением в 220 V, 380 V.

На заметку! Котлы SAV мощностью в 2,5 кВт справляются с обогревом площади до 30 м2.

1. ВИН. Это индукционные котлы вихревые, для работы которых нужен инвертор, преобразующий частоту электросети. Котлы отличаются облегченной массой, компактными размерами. Теплообменник выполнен из ферромагнитного сырья, магнитопровод и вторичная обмотка представлены как в виде теплообменника, так и корпуса котла. В комплектацию оборудования включены блок автоматического управления, насос приточный и циркуляционный.

На заметку! Котлы ВИН мощностью 3 кВт справляются с обогревом дома площадью 40 м2.

Устройство и основные элементы котла

Если рассматривать конструкцию прибора, то представляется схема индукционной плиты. Котлы также состоят из нескольких основных элементов:

• Индуктор. Тип трансформатора с двумя обмотками. Первая дополняет сердечник, из-за чего именно в этом элементе образуется электромагнитное поле, выделяющее вихревые токи. Корпус котла является вторичной обмоткой, принимающей токи, а затем передающей тепловую энергию теплоносителю.
• Нагреватель. Элемент представляет собой сердечник катушки и выглядит как труба значительного диаметра или несколько трубок меньшего сечения, соединенных параллельно.
• Патрубки. Нужны для соединения агрегата в тепловую сеть, один патрубок является подающим, второй обратным. По первому внутрь котла поступает теплоноситель, по второму выходит и транспортируется в контур отопительной системы.
• Инвертор. Прибор, преобразующий постоянный ток в высокочастотный.

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:

индукционный 25кВт (цена ~ 85тыс. руб. на конец 2017г)

тэновый 24кВт (цена ~ 46тыс. руб. на конец 2017г)

Для первой модели в комплектации поставляются:

насос

датчик протока

группа безопасности

шкаф управления

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:

автоматический выбор мощности в несколько ступеней по 2кВт

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.

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.

погодозависимая автоматика

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.

При этом происходит включение не сразу всех 24квт, а постепенное, плавное повышение мощности от минимального значения. Глазами вы этого, по морганию лампочек никак не увидите.

термозащита по перегреву и замерзанию

датчик низкого давления воды

Если система у вас прохудилась и где-то есть утечка, то котел просто не включится. В индукционном же, будет продолжаться нагрев сердечника.

индикация ошибок

Вы всегда можете подойти к котлу и очень быстро определить по коду ошибки неисправность, из-за которой он ”встал”.

расширительный бак

манометры механические, либо электронные

возможность подключения бойлера

Причем эта возможность уже автоматизирована. Вам останется только выставить температуру воды, а все остальное, котел сделает сам.

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.

Безопасное использование

Учитывайте, что индукционный обогреватель – это электрическое устройство повышенной опасности. Правила, которые стоит учесть, при изготовлении такого оборудования:

1. Оснастите устройство датчиком температуры. В случае перегрева оборудования система должна иметь возможность автоматического отключения.
2. Для самодельного оборудования организуйте отдельную линию электропроводки с увеличенным сечением провода.
3. Не пренебрегайте изоляцией оголённых участков, обезопасьте своих близких от удара током.
4. Перед включением индуктора убедитесь, что труба заполнена водой. При её отсутствии прибор может сгореть, а труба расплавиться.
5. Не размещайте оборудование в жилой зоне. Электромагнитные волны оказывают негативное влияние на здоровье людей и животных.
6. Прибор следует установить на высоте более чем 80 см от пола, а расстояние от устройства до потолка должно составлять не менее 30 см.
7. Заземлите оборудование.
8. Установку прибора следует производить через автомат, чтобы в случае аварии, устройство было отключено от питания.
9. Для снижения давления в системе не лишним будет установить предохранительный клапан в системе трубопровода.

Если обобщить информацию, то можно сделать вывод:

1. Индукционный нагреватель имеет высокий коэффициент полезного действия, у некоторых моделей он достигает 99%.
2. Устройство может использоваться как в виде водонагревателя, так и в виде котла в системе отопления.
3. Конструкция нагревателя достаточно проста, поэтому её сборка и установка возможна своими силами.
4. Использование индукционного водонагревателя на территории РФ не регламентировано.

Несмотря на все плюсы, решение об установки подобного оборудования стоит принимать взвешенно:

1. Во-первых, оно потребляет достаточно большое количество электроэнергии.
2. Во-вторых, прибор, особенно собранный самостоятельно, нельзя назвать полностью безопасным.
3. В-третьих, он оказывает негативное влияние на здоровье людей и животных. Поэтому устанавливать его всё же следует на дачах или в собственных домах.

Самодельные варианты

Существует несколько вариантов конструкций, которые легко создать своими руками. В основе первого варианта лежит система из пластиковых труб и высокочастотный инвертор. Последний придется приобрести отдельно. Желательно, чтобы модель обладала функцией плавной регулировки тока. Минимальный показатель мощности — 15 ампер, но для качественного обогрева лучше выбирать более мощные варианты.

Нагреваемый элемент можно собрать из стальной катанки или проволоки диаметром 7 мм. Корпус индукционной катушки одновременно выполняет функцию части трубопровода и может изготавливаться из пластиковых толстостенных труб с внутренним диаметром около 50 мм.

К корпусу прикрепляются два патрубка. По одному из них к котлу подается холодный теплоноситель, а по другому отдается нагретая вода. Внутренняя часть корпуса полностью заполняется нагреваемым элементом. Торцы можно закрыть кусками стальной сетки.

Устройство в доме

Для того чтобы сделать индукционную катушку, пластиковую трубу тщательно обматывают медным проводом. После этого самодельное устройство монтируется в трубопровод. С этой целью просто вырезается кусок трубы, на место которого и будет вставлена катушка. Прежде чем подключать устройство, в систему необходимо залить теплоноситель — иначе корпус просто расплавится.

Еще один простой вариант, который легко сделать своими руками — это агрегат с трехфазным трансформатором. Две трубы свариваются между собой в форме кольца. Эта конструкция будет выполнять функцию нагревателя. На корпус наматывается обмотка. Подача и отвод теплоносителя, как и в предыдущем варианте, обеспечивается двумя патрубками. Всю конструкцию можно поместить в теплоизолирующий кожух, чтобы минимизировать потери тепла во время эксплуатации оборудования.

Индукционный котел обязательно должен быть заземлен. Устанавливать его можно только в закрытые сети отопления с принудительной циркуляцией. Он подходит для монтажа в системы с любым видом труб, включая пластиковые. При установке агрегата необходимо соблюдать расстояние не менее 30 см между котлом и стенами. От пола и потолка это расстояние должно быть не менее 80 см. Даже созданный своими руками индукционный котел можно оснастить дополнительной группой безопасности и автоматикой. Эта работа сложнее, но она обеспечит стабильное функционирование всей системы.

Виды индукционных агрегатов

При проектировании и производстве оборудования, в котором используется мощное электромагнитное поле, производители обязательно учитывают минимизацию его негативного воздействия на людей и окружающую среду. С целью обеспечения технологической и эксплуатационной безопасности при изготовлении устройств такого класса используются высококачественные марки стали, надежные электроцепи и автоматика.

SAV

SAV — это отечественное оборудование от научно-производственной . В настоящее время компанией предлагается несколько линеек оборудования. В серию индукционных котлов «Готовые решения» входят аппараты мощностью от 2,5 до 7 кВт. Они лучше всего подходят под установку в частных домах или коттеджах, так как для питания требуется однофазная бытовая сеть 220В-50Гц.

Самая маломощная модель серии PROF SAV 2,5 предназначена для обогрева помещений площадью от 80 до 100 м2. Котел PROF SAV 7 рассчитан на обогрев дома площадью от 200 до 300 м2. При рекомендуемой производителем цене в 35500 руб на модель мощностью 2,5 кВт оборудование является отличной альтернативой агрегатов на ТЭНах и других видах топлива.

Отличительной особенностью теплогенераторов SAV PROF является богатая комплектация, в которую входят надежный циркуляционный насос Wilo Star — RS 25\4, пусковое реле, терморегулятор, датчик протока и другие детали, необходимые для корректной работы приборы.

ВИН

Держателем бренда ВИН (Вихревой индукционный нагреватель) является . В модельный ряд продукции предприятия входят агрегаты мощностью от 3-х до 80-ти киловатт. Модели с потребляемой мощностью более 7 кВт выпускаются только в трехфазном исполнении.

Цена агрегата ВИН-3 в базовой комплектации составляет 35000 руб. Стоимость ВИН-3 VIP с улучшенными характеристиками и расширенной комплектацией начинается от 50000 руб. В комплекте с котлом ВИН-3 VIP поставляется циркуляционный насос UPS-25\60, терморегулятор с недельным программатором, датчик потока и группа безопасности.

Аппараты ВИН устанавливаются в частных домах как в качестве основного, так и резервного источника тепла. Например, мощности ВИН-15 в трехфазном исполнении вполне достаточно для обогрева дома 250 м2 при включении на 10-15 часов в сутки.

Обзор производителей и цен

На рынках России и стран СНГ практически не встречаются бытовые индукционные устройства от западных производителей.

Лидерами по изготовлению и продаже являются:

• ;
• ООО «Альтернативная энергия»;
• ЗАО НПК «Инера»;
• НПК «Экспо» (г.Донецк).

Стоимость индукционного оборудования во многом определяется его комплектацией. Учитывая конкуренцию, фирмы-изготовители стараются удерживать расценки на приемлемом уровне. На базовые модели мощностью 2,5-3 кВт цена начинается с 35000 руб. Стоимость котла мощностью 7 кВт в среднем составляет 50000 руб.

Если продавец предлагает индукционные агрегаты с такими же показателями мощности, но по гораздо меньшим расценкам, то велик риск приобретения некачественного товара. Только приобретая брендовое оборудование, можно быть уверенным в том, что оно безаварийно прослужит многие годы.

Достоинства, недостатки ТЭН котлов

Преимущества:

• Компактность. Аппарат можно разместить, не беспокоясь о месте установки.
• Доступность.
• Легкость монтажа. Установка занимает несколько часов.
• Приборы могут регулироваться. Возможна установка подходящей температуры.

Недостатки:

Оборудование подвержено частым поломкам. Нагревательный элемент — ТЭН (тепловой электрический нагреватель). Основная часть — трубка. Под воздействием нагрева может сломаться.

Конструкция

Электрический прибор не устойчив к образованию накипи. Если в качестве теплоносителя используется жесткая вода, то прибор покрывается налетом. Пропускная способность тепла снижается, показатели температуры, установленные на датчике, будут отличаться от настоящих.

Оборудование имеет не много недостатков, в основном, они связаны с особенностями работы. Если следить за состоянием, применять только мягкую отстоянную воду, погрешности можно нивелировать.

В остальном — приличный вариант для обогрева дома. Отапливать можно небольшие помещения, объемные комнаты.

Обзор новейших решений в электрических системах отопления

Сразу можно отметить, что все новейшие разработки очень дорогостоящие, но у них есть хорошая тенденция, они быстро окупаются.

Солнечные коллекторы, которые нагревают воду. Такие панели размещают на крышах домов с солнечной стороны. Очень эффективно себя показывают в солнечных регионах. У них достаточно высокий КПД и максимальный уровень экологичности. А минусом является невозможность эксплуатации в тёмное время суток. В большинстве случаев их устанавливают как альтернативный источник тепловой энергии.

Солнечный коллектор

Гелеосистемы. Тепловые насосы, которые высасывают тепло из окружающей среды (воздуха, земли и воды), и передают его теплоносителю. Отличный вариант отопления, но очень затратный на начальном этапе. Оборудование занимает много места. Срок окупаемости от 2-х лет.

Гелеосистема

Инфракрасная плёнка для пола, стен и потолка. Инновационная разработка. Материал монтируется под стяжку и штукатурку любой поверхности, хорошо греет за счёт масштаба охвачиваемой плоскости. Минус в повышенном потреблении электричества и в том, что укладка такого отопления может производиться только на стадии внутренней отделки дома при ремонте.

Инфракрасная отопительная плёнка

Электродные котлы, предназначенные для отопления частного дома (отзывы владельцев и примерные цены есть на многих форумах и сайтах). Маленькое устройство в виде трубы, разогревает воду, пропуская через себя. Теплоноситель должен содержать в себе соль. Заряженные частицы разгоняются до огромной скорости внутри трубы и своим трением греют воду. Очень эффективная технология. Негативным нюансом является несоответствие мощности с заявленной производителем площадью обогрева.

Электродный котёл в деле

Индукционный котел отопления своими руками

В бытовых условиях нагреватель можно изготовить из сварочного инвертора или трансформатора.

Котел из сварочного инвертора

Прежде чем приступить непосредственно к сборке необходимо запастись следующими материалами:

• Нержавеющей проволокой диаметром 5-7 мм;
• Отрезком пластиковой термостойкой трубы, длиной приблизительно 500 мм, наружным диаметром не более 50 мм и толщиной стенки не менее 5 мм;
• Просечной или плетеной сеткой из нержавеющей стали с окном не более 4х4 мм. Размер сетки должен полностью перекрывать поперечное сечение пластиковой трубы и обеспечивать возможность надежного крепления;
• Эмалированной медной проволокой диаметром 1,2-1,5 мм. Для намотки катушки понадобится приблизительно 5м;
• Двумя переходниками для соединения котла с отопительной магистралью;
• Сварочным инвертором, позволяющим осуществлять плавную регулировку силы тока.

После того как все необходимые комплектующие подготовлены, можно приступать к работе по сборке индукционного котла. Сборка состоит из нескольких этапов:

1. Нержавеющая проволока нарезается на отрезки длиной 5-6 см в количестве, необходимом для полного заполнения трубы.

2. Одна сторона трубы закрывается сеткой, после чего производится засыпка отрезков проволоки и заделка второй стороны. Внутренняя полость трубы заполняется полностью, а наличие с обоих сторон ограждающей сетки предотвращает попадание кусочков проволоки в трубопроводы отопительной системы.

3. На заполненную трубу наматывается 90-100 витков медной проволоки. В процессе намотки необходимо обеспечить равномерность и одинаковое расстояние между витками. Вся катушка должна быть равноудалена от обоих торцов трубы.

4. На торцы трубы герметично устанавливаются переходники, и производится врезка в существующую отопительную магистраль.

5. Оба вывода катушки подсоединяются к сварочному инвертору.

6. Смонтированный таким образом отопительный контур заполняется теплоносителем, после чего система готова к работе.

Категорически запрещается подключение прибора к электросети до полного заполнения системы теплоносителем.

7. С помощью инвертора выполняется установка необходимого температурного режима.

Такая конструкция индукционного прибора своими руками может эффективно обогревать площадь 50–60 м2. Если же отапливаемая площадь больше, либо требуется дополнительная мощность для автономного горячего водоснабжения, существует второй вариант.

Индукционный котел с использованием трансформатора

При использовании трансформатора, роль нагревательного элемента играет корпус прибора, внутри которого циркулирует теплоноситель. Для изготовления агрегата, помимо навыков сварщика, потребуются:

• Две металлических трубы помещенных одна в другую таким образом, чтобы между ними образовалась полость.
• Два плоских кольца для заделки торцов;
• Сварочный инвертор;
• Трансформатор трехфазный;
• Металлические трубы для входного и выходного патрубков.

1. На некотором расстоянии от торцов в полый цилиндр ввариваются патрубки, обеспечивающие циркуляцию теплоносителя.

2. Путем наматывания медной проволоки на корпус формируется первичная обмотка;

3. Для замедления остывания и уменьшения рассеивания тепловой энергии, изделие помещают в специальный корпус, а образовавшуюся полость заполняют жаростойким теплоизоляционным материалом.

Обеспечение безопасности

Для предотвращения несчастных случаев, при монтаже самодельных индукционных котлов предназначенные для отопления частного дома необходимо придерживаться нескольких правил:

• При подключении изделия к системе отопления, расстояние от стены должно быть не менее 30 см, а от пола и потолка не менее 80 см;
• Устанавливать приборы можно исключительно в замкнутые контуры с принудительной циркуляцией теплоносителя;
• На выходной патрубок следует установить манометр и предохранительный клапан.

Использование явления электромагнитной индукции при изготовлении отопительных котлов позволяет существенно уменьшить габариты изделий, обеспечить высокую производительность и длительный срок службы оборудования.

Разновидности

Общая классификация такая же, как и для других теплогенерирующих агрегатов – по мощности, питанию (одно- или трехфазные) и так далее. Принципиальное отличие между отопительными индукционными установками – в конструктивном исполнении электрической части. Существует две модификации.

На первичную обмотку индукционного нагревателя с блока питания котла подается пром/напряжение (220/50). Вторичная – замкнутый контур, по которому циркулирует жидкость. Он же является частью теплообменника, где и происходит нагрев теплоносителя системы отопления. В качестве такового может использоваться не только вода, но и антифриз. Ток довольно быстро повышает температуру контура, поэтому КПД всех котлов этой категории очень высокий.

ВИН.

Модели называются вихревыми (отсюда и аббревиатура). Главное отличие от предыдущей группы – в питании. На первичную обмотку оно поступает преобразованное, высокочастотное. Напряженность ЭМП усиливается за счет токов Фуко. Этому же способствует и специфика изготовления теплообменника и корпуса котла. Для их производства берутся ферромагнитные сплавы. Постоянное «перемагничивание» инициирует быстрый разогрев материала, поэтому такие котлы несколько эффективнее исполнения SAV. Однако их цена выше за счет совершенства конструкции.

Краткий обзор моделей

1. «Гейзер».

Неплохой котел для организации обогрева частного дома. Второй класс эл/безопасности не требует обустройства защитного зануления. Большой выбор как по мощности котла (4,5 – 250 кВт), так и по специфике монтажа. Если в схеме системы отопления предусмотрена накопительная емкость, устанавливается модификация «Е». В иных случаях (с теплообменником) – котлы категории «Б». Как недостаток отмечается сложность подключения агрегатов. От сети 220/50 работают лишь маломощные индукционные электрические котлы. Всем остальным моделям необходимо 380/3ф. Насколько это актуально для частного дома? Хотя, судя по отзывам владельцев, «Гейзер» отличается надежностью, устойчивостью в функционировании и каких-либо нареканий к этой марке котлов нет.

2. «Миратрон».

Такие котлы ориентированы на обогрев жилых строений (до 300 – 350 м2). Диапазон мощностей (кВт) – от 8,5 до 32. Для большинства домов этого достаточно. Собственники дают самые положительные отзывы о котлах марки «Миратрон», что вполне объяснимо. Во-первых, функционируют практически бесшумно. Во-вторых, не требуют постоянного контроля. В-третьих, экономичность достигается ступенчатым переключением мощности. На начальном этапе работы индукционного котла он разгоняется на повышенной, а потом переходит в оптимальный режим. В-четвертых, особенность конструкции гарантирует, что частный дом в любом случае без отопления не останется. И это, наверное, одно из самых главных преимуществ «Миратрон». Котлы этой марки оснащены несколькими индукционными нагревателями, чем обеспечивается не только возможность ступенчатого переключения, но и аварийное резервирование.

3. «Эдисон».

Ассортимент моделей большой – от небольших бытовых котлов до промышленных установок. Есть ограничение в использовании – только для закрытых контуров. Гарантированный КПД – 98 %.

4. Электрокотлы индукционного типа от ООО «Альтернативная Энергия» (С-Пб).

Все агрегаты ориентированы на отопление частных домов. Мощности котлов (кВт) – от 3 до 75. Второй класс эн/безопасности, возможность подключения к любому контуру обогрева – основная система, «теплый пол» и так далее. Современная схема автоматизации увеличивает стоимость продукции – от 29 890 рублей (3 кВт). Но есть и существенный плюс – компактность оборудования. Судя по отзывам, это и привлекает покупателей.