В современных системах отопления для минимизации экономических затрат и повышения КПД установок применяют более совершенное оборудование. Индукционный котел для частного дома – отличная альтернатива классическим моделям с ТЭНами.
Главным преимуществом индукционных котлов является быстрый подогрев теплоносителя, поэтому данные модели кроме отопления применяют для подогрева воды.
Конструкция котлов ВИН
В городе Ижевске на выпускают вихревые индукционные нагреватели (ВИН). Эти аппараты стали известны и популярны в странах СНГ. Видимо, из-за своей простоты конструкции и надежной работы.
Котел состоит из:
• Металлический корпус.
• Индукционная катушка, она располагается во внутренней камере полого цилиндра. В отверстие цилиндра вставлена металлическая труба, исполняющая роль сердечника.
• Два патрубка для входа холодной и выхода горячей воды.
• Кварцевый песок.
• Шкаф управления.
• Датчик температуры.
• Система безопасности.
Преимущества и недостатки установки ВИН
Как уже упоминалось ранее, индукционные котлы, по сравнению с их предшественниками ТЭН, характеризуются большей эффективностью. Денежные затраты на отопление индукционными нагревателями не только ниже, чем в случае использования ТЭН, но и не изменяются в течение эксплуатации. Автоматическая система регулирования контролирует температуру воздуха в помещении и при необходимости выключает теплонагреватель, поэтому время работы котла в сутки составляет не более 8 часов. КПД трубчатых нагревателей впоследствии значительно снижается и удорожает расходы на электричество.
Экономика использования ВИН
ВИН относятся к приборам 2-го класса электробезопасности, имея усиленную изоляцию. Индукционный котел не требует заземления, а также дополнительной вентиляции в помещении. Пожарную безопасность обеспечивает отсутствие соединительных участков и электрических контактов, находящихся под воздействием высокой температуры.
В качестве теплоносителя может выступать не только вода, но и любые жидкие непромерзаемые материалы, которые не нужно удалять из системы с наступлением холодов. Это актуально для помещений, не используемых в такой период – котел можно просто отключить. Дополнительная технологическая подготовка носителя не требуется. Кроме того, даже при использовании «жёсткой» технической воды отсутствует проблема накипи, поскольку ионы магния и кальция за счет воздействия мощных вихревых токов не оседают на стенках трубы, а выводятся с потоком горячей воды.
Для установки ВИН не требуется специальных согласований с контролирующими органами (Роспотребнадзором), в отличие от газовых нагревателей. Конструкция легко встраивается в имеющуюся отопительную систему.
Главный минус индукционных котлов — их высокая стоимость. Их применение также невозможно в открытым системах отопления. Также не всегда возможен монтаж нагревателя на стену.
В отличие от ТЭН, индукционный котел прослужит в течение 30, а при эксплуатации в жилом помещении — 40 лет, или более 100 000 часов. Оборудование не требует межсезонных проверок, профилактическое обслуживание сведено к минимуму. При проведении работ по установке котлов также нет необходимости привлекать квалифицированных работников. Кроме того, индукционные котлы бесшумны при эксплуатации.
Долговечность, компактность, автономность и отсутствие необходимости частого обслуживания делают ВИН выгодной альтернативой неэкономичным трубчатым нагревателям и требующим высоких первоначальных затрат газовым котлам.
Маркировка котлов
Завод выпустил несколько модификаций котлов использующих для своей работы электромагнитную индукцию. Все они разных мощностей.
Цифры, стоящие после аббревиатуры, означают мощность котла. Котел с минимальной мощностью в 3 кВт способен обогреть площадь в 40 метров квадратных, аппарат, потребляющий 80 кВт, создаст тепло в здании в 900 м2.
Варианты комплектации
Практически все производители предлагают индукционные котлы в диапазоне мощностей от 3 до 80 кВт в двух типах комплектаций:
- стандартная. Включает в себя оборудование для управления котлом (шкаф размерами 20х40 см и выносной пульт, обеспечивающий возможность бесконтактного контроля) и температурный датчик.
- улучшенная (VIP). Помимо стандартного набора, содержит датчик потока теплоносителя, циркуляционный насос и запорно-регулирующую арматуру. В комплект входит группа безопасности котла – конструкционные элементы, предохраняющие от превышения давления в системе. Чаще всего это система из манометра, клапана для выпуска избытка теплоносителя и отводчика воздуха.
Вихревой индукционный котел ВИН – 5
Котел используется для обогрева частных домов. Потребляет 5 000 Вт. Корпус металлический, толщина стенок сердечника равна 10 мм, катушка выполнена из меди. Работает от напряжения в 220 вольт.
Котел легко обогревает помещение площадью 60 метров. Патрубки имеют диаметр в 25 миллиметров. Вес составляет 27 килограмм. Габариты 675 х 133. Первая цифра высота, вторая диаметр.
Технические характеристики
Индукционный котел универсален и подключается к обычной электросети 220 В, подающей переменный ток (частотой 50 Гц). Существуют модели, работающие от сети 380 В.
Тепловая производительность зависит от мощности нагревателя и варьируется от 2500 до 67400 Ккал/час для различных комплектаций. Увеличение мощности, а, следовательно, и потенциальных размеров отапливаемого помещения, сказывается на цене ВИН. Котлы мощностью свыше 7 кВт представляют собой систему уже из трёх последовательно расположенных нагревателей.
Размеры для одиночных нагревателей (ВИН-3, -5, -7/220 В) чаще всего указываются как высота конструкции х диаметр. Типовой котел диаметром 13,3 см имеет высоту около 62 см. Масса устройства составляет 25-30 кг. Более мощные котлы могут весить до 185 кг, что накладывает определённые ограничения на их настенное размещение.
Диаметр входной и выходной труб одинаков и в зависимости от характеристик ВИН и производителя равен 23-32 мм.
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).
Принцип работы
В основе работы лежит принцип электромагнитной индукции:
- После запуска устройства происходит образование электромагнитного поля. При этом сердечник прогревается до температуры 75- градусов.
- Вода через входные патрубки подается на теплообменник с сердечником.
- Подогретый до заданной величины теплоноситель подается в систему труб через выходные патрубки.
Для отопления больших и многоэтажных домов наличие циркуляционного насоса в системе обязательно.
Индукционный подогрев является самым быстрым из всех существующих на данный момент.
Модели состоят из трех основных узлов (слоев):
- Внутренний – непосредственно сердечник. Изготавливается в виде стальных труб.
- Изоляция. Необходима для снижения потерь тепла к агрегату.
- Наружный – корпус. Изготавливается из металла.
В качестве теплоносителя используется – вода или антифриз.
Индукционные котлы типа SAV
Применяются для систем автономного и комбинированного отопления, систем горячего водоснабжения, резервного источника отопления, поддержания заданной температуры в промышленных установках (реакторах).
Преимуществом SAV котлов является возможность дистанционного регулирования температуры и полная автоматизация отопительного процесса.
Представляют собой индуктор, систему короткозамкнутых каналов и труб и нагревательный элемент – сердечник. Подогрев теплоносителя происходит за счет образования электромагнитного поля и преобразования электрической энергии в тепловую.
Важно! Из-за разветвленности системы установки имеет КПД, приближающийся к 100%.
Котлоагрегаты производятся трех типов:
- Маломощные. 2,5-10 кВт. Для небольших частных и дачных домов.
- Средней мощности. 15-60кВт. Для административных и многоэтажных жилых зданий.
- Большой мощности. 100-500 кВт. Применяются в промышленных установках.
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.
