Энергосберегающие электрокотлы для отопления частного дома индукционные

Мифы и реальность: насколько экономичны индукционные котлы для отопления частного дома?

Электрические котлы для систем отопления не очень популярны среди потребителей по причине высокой стоимости электроэнергии. Но их покупают, потому что не во всех посёлках и городах есть альтернативные решения.

Разнообразием электрокотлы не отличаются, на рынке присутствует всего два их вида: ТЭНовые и индукционные.

Последние используются в промышленности. Бытовые котлы были представлены в 90-х годах, и за время их двадцатилетней эксплуатации приборы претерпели ряд изменений. Хотя принцип работы остался все тот же.

Что такое индукционный электрический котёл?

Конструкция индукционного котла состоит:

из корпуса в виде запаянного с двух сторон цилиндра, изготовленного из экранированного и утеплённого материала;
гильзы, вставленной в корпус и изготовленной из диэлектрика;
трубы, вставленной в гильзу и изготовленной из специального сплава (можно использовать стальную);
на гильзу в виде спирали наматывается шина из меди, которая подключается к электропитанию.

В корпусе сделано два отверстия, к которым приварены патрубки: нижний для входа холодной воды, верхний для выхода нагретой.

Принцип работы

Принцип электромагнитной индукции в 1831 году обозначил английский физик Майкл Фарадей. В начале двадцатого века его постулат был внедрён в производство в виде нагревательного элемента для расплавки металлов. Получается, что индукционные котлы стали известны очень давно, и ими пользовались, но только на уровне производства.

Принцип действия электромагнитной индукции основан на формировании электромагнитного поля, которое нагревает любой ферромагнитный материал (к которому прилипает магнит), если поместить его в центр этого поля. Создать электромагнитное поле несложно. Для этого необходима катушка, лучше из медной проволоки, на которую подаётся напряжение. Именно внутри катушки и образуется магнитное поле.

Внутри установлена труба из диэлектрика (не пропускающего электрический ток), вокруг намотана катушка, внутрь установлен стальной стержень.

Если в неё установить, к примеру, стальной стержень, то он обязательно будет нагреваться до высоких температур. Именно на этом принципе построена конструкция индукционного отопительного котла.

И по внутренней полости трубы, омывая стержень, протекает теплоноситель (вода или антифриз). Нагреваемый электромагнитным полем стержень передаёт тепло теплоносителю.

Есть в принципе работы индукционных котлов один тонкий момент, который зацикливается на законе Джоуля Ленца. Если увеличить сопротивление стержня, то можно увеличить его нагрев. А увеличение проводится двумя способами:

увеличить длину и уменьшить сечение;
изготовить его из металла с большим удельным сопротивлением, к примеру, из нихрома.

Справка! Эти методы используют или по отдельности, или в комбинации. Именно таким способом контролируется мощность котла.

Критерии выбора электрокотла для отопления частного дома

Существует большое количество разной информации, которая выделяет индукционные электрокотлы, как лучшие в категории электрических нагревательных элементов. Но не всё в ней правда.

Безопасность оборудования

Любой индукционный электрический котел, который используется для нагрева жидкостей, является опасным. Потому что протечек воды, которые при длительной и интенсивной эксплуатации индукционных или ТЭНовых котлов, не избежать, станут причинами возникновения короткого замыкания.

Это касается электрического тока напрямую. К тому же протечка — нередкая причина удара током людей, которые по неинформированности соприкоснулись с корпусом котла.

Фото 1. Индукционный электрический настенный котел Инэри SAV, установленный в помещении. Занимает мало места.

И ТЭНовые агрегаты, и индукционные здесь в равных позициях. Производители электрокотлов для систем отопления стараются увеличить качество сборки, повысить герметичность стыков, сводя к минимуму возможность появления протечек теплоносителя. Именно поэтому рекомендация специалистов – не приобретать самодельные индукционные котлы и не пробовать их делать своими руками.

Как и все индукционные электрические агрегаты большой мощности, индукционные отопительные котлы должны врезаться в питающую сеть только через элементы безопасности: автоматы, устройство защитного отключения. При этом очень важно соблюсти точное соотношение сечения проводки с мощностью котла.

Если в частном доме электропроводка по данному параметру не соответствует устанавливаемому прибору, то лучше провести до него отдельный электрический шлейф от распределительного щита.

Внимание! Сегодня скачки напряжения не редкость в частных домах. Индукционный котёл, в принципе, как и ТЭНовый, на скачки напряжения реагирует остро, снижая качество работы. Поэтому рекомендуется установить стабилизатор напряжения или на весь дом, что очень дорого, или хотя бы на сам котёл.

Оптимальное решение — покупка индукционного котла от известных производителей. Уже сам бренд является гарантией качества. Будет неплохо, если в регионе, где эксплуатируется индукционный котёл, есть дилер и сервисный центр. Потому что любые спорные, особенно гарантийные вопросы, легче решать по месту жительства.

Виды отопительных индукционных электрокотлов для частного дома

Отличной альтернативой газовым котлам являются электрические котлы отопления. Их существует несколько видов, самым надежным и экономичным из них является индукционный электрический котел.

Читайте в статье

Особенности индукционных котлов

По сравнению с другими конструкциями отопительных котлов, работающих на электроэнергии, индукционные имеют ряд особенностей:

Установка допустима только в замкнутых системах отопления. Рекомендовано применение насоса для ускорения циркуляции теплоносителя.
Расширительный бак обязателен, так как рабочие температуры достигают 100–110 градусов Цельсия.

Датчики температуры и давления — обязательны для гарантии безопасной работы.
Выбирая конкретные трубы, нужно учитывать значительные температуры теплоносителя. Иначе неизбежна деформация и провисание больших пролетов.
Критически важна целостность лакового покрытия медных витков катушки. При повреждении неизбежно замыкание и расплавление устройства.

Преимущества и недостатки

Любой современный индукционный котел отопления имеет не только множество преимуществ, но и небольшое количество недостатков. К преимуществам можно отнести следующее:

Конструктивно индуктивные котлы отопления очень надежны и долговечны, в них буквально нечему ломаться и изнашиваться, ведь отсутствует нагревательный элемент и нет контакта теплоносителя с электронной частью котла.
Внутри котла исключено образование накипи, так как нагревается сам теплоноситель (вода или антифриз). Ферромагнитный сердечник из-за совершаемых микровибраций не подвержен осаждению накипи.
Электро- и пожаробезопасность.
Способность выполнять свои функции при различных температурных условиях и значениях внутреннего давления теплоносителя.
В качестве теплоносителя может использоваться не только вода (причем ее качество может быть весьма посредственным), но и различные виды антифризов.
Полностью автоматизированная работа и как ее следствие — высокая экономичность, КПД не менее 90%.

Читать еще: Автоматизация отопления в частном доме своими руками

Совет! Использование антифризов позволяет применять индукционный электрокотел в помещениях, прогреваемых лишь периодически (гаражи, мастерские). В отличие от воды замерзание не грозит антифризу и, как следствие, невозможно разрушение самого котла или трубопроводов, связанных с ним.

Недостатков у индуктивных котлов отопления гораздо меньше, чем у других конструкций электрокотлов или тем более оборудования, работающего на других видах топлива (газ, уголь, пеллеты):

Более высокая стоимость по сравнению с другими вариантами электрокотлов (к примеру, на начало июня 2019 года стоимость популярной модели SAV 5 составляла около 45–50 тысяч рублей).
Зависимость от стабильного электропитания, но это характерно для всех конструкций электрокотлов.
Необходимость неукоснительного соблюдения правил эксплуатации электронного блока управления. В противном случае велика вероятность отказа плавной регулировки мощности котла.
Относительно высокая степень шум. Мощные модели могут производить определенный шум, по этой причине их устанавливают в отдельных подсобных помещениях. Впрочем, шум от индукционных электрокотлов гораздо ниже, чем у имеющих наддув газовых котлов отопления.
Необходимость исправной работы предохранительных систем. Они не должны позволять работать оборудованию без теплоносителя. Иначе произойдет быстрый расплав и разрушение как сердечника, так и всего обогревающего устройства в целом.

Совет! В случае перебоя с поставкой электроэнергии индукционный котел можно запитать от электрогенератора, работающего на газе или дизельном топливе.

Устройство и принцип работы

Принципиально работа всех индукционных электрокотлов отопления основывается на преобразовании электроэнергии в тепло. Это осуществляется с помощью особой двухконтурной индуктивной катушки. Она состоит из множества витков толстого медного провода, помещенного в экранирующий и теплоизолирующий корпус. Внутри витков медного провода пропущена трубка из диэлектрика. По ней протекает теплоноситель и там же расположен сердечник из ферромагнетика. Трубка представляет собой сложную конструкцию в виде лабиринта. Это экономит объем, занимаемый устройством, и одновременно делает нагрев более эффективным. Ток, питающий катушку не сетевой, а преобразованный в высокочастотный особым электронным модулем (для этого применяется дорогостоящая электронная схема).

Теплоноситель (вода, антифриз или минеральное масло) протекает по трубчатому лабиринту и омывает ферромагнитный сердечник. В итоге происходит нагрев рабочей среды, и она, расширяясь, самотеком поступает в трубы отопления. Возникающей разности давлений и движения потоков теплоносителя хватает для функционирования небольших отопительных систем (площадь до 30 кв. метров). Если система более объемна, то перед входом охлажденного теплоносителя в котел устанавливают циркуляционный насос.

Важно! Некоторые модели индуктивных котлов уже оснащены встроенным циркуляционным насосом и сложным электронным модулем управления для него. Это хоть и удорожает устройство, но окупается в процессе эксплуатации, так как более экономно и эффективно расходует электроэнергию.

Технические характеристики

Все имеющиеся в продаже модели индукционных отопительных приборов различаются по ряду характеристик:

Мощность — варьируется в широких пределах от 5 до 30 кВт. Конкретное значение зависит от обогреваемой площади.
Потребляемый ток — большинство моделей с мощностью от 10 кВт нуждаются в трехфазном токе напряжением 380 В. Менее мощные — работают от стандартной сети.
Вес — влияет на то, как монтируется котел. Есть варианты как для настенного, так и напольного размещения.
Габариты — от них зависит удобство расположения устройства в жилом помещении.
Тип катушки — с одним или двумя контурами. Во втором случае происходит постоянное перемагничивание сердечника и более быстрый нагрев теплоносителя.

Совет! Выбирая конкретную модель котла, нужно руководствоваться несложной зависимостью — на каждый десяток квадратных метров площади обогреваемого помещения нужно считать один киловатт мощности. К примеру, если площадь составляет 80 кв. метров, то для ее отопления нужен котел мощностью не менее 8 кВт. Лучше еще немного больше (+ 2 кВт) на случай неизбежных потерь тепла. Итого нужен котел на 10 кВт.

Установка индукционных котлов своими руками

Простота, высокая надежность и безопасность конструкции позволяют установить купленный индукционный котел самостоятельно. Для этого потребуются лишь начальные навыки электромонтажа, работы с трубами и вспомогательным инструментом.

Перед началом работы следует ознакомиться с примерным чертежом, иллюстрирующим размещение всех элементов системы.

После этого нужно составить собственный чертеж с размещением элементов относительно имеющегося помещения. Сделав это, можно примерно рассчитать количество необходимых материалов. В общем случае, помимо труб и фитингов, нужно приобрести:

Манометр и предохранительный клапан (для контроля и сброса избыточного давления).
Циркуляционный насос и датчик заполненности системы (не позволит работать вхолостую и защитит от перегрева).
Сетчатый фильтр (накипи в системе нет, но это не означает отсутствия других загрязнителей, могущих вывести оборудование из строя).
Расширительный бак (закрытого типа, мембранный).
Батареи отопления (сколько — зависит от помещения).
Автоматический предохранитель (какой именно, зависит от мощности нагревателя).

Важно! Индукционный котел нуждается в отдельной линии электропитания. Ее параметры должны соответствовать мощности устройства и на входе обязательно автоматическое предохранительное устройство.

Совет! Используя для монтажа системы пластиковые трубы, нужно не забывать об элементах компенсации их расширения и крепления их без жесткой фиксации. Если трубы прокладываются в штробах — то они должны иметь существенный зазор — для предупреждения термической деформации.

Отзывы пользователей

На российском рынке обогревающие устройства этого типа – вещь довольно новая, но уже сейчас многие пользователи по достоинству оценили индукционные отопительные котлы. Если проанализировать отзывы покупателей на сайтах интернет— магазинов, то из них гораздо больше положительных. Описание качества котлов производителем соответствует действительности.

Обратите внимание! К отрицательным же сторонам купленных моделей покупатели относят их низкую тепловую инерцию и необходимость для моделей с мощностью более 10 кВт особой электролинии питания на 380 В.

Все без исключения пользователи подтверждают хорошую компоновку устройства, удобство его эксплуатации, отсутствие накипи и протечек в системе. При правильной установке и дополнительном оборудовании отопительной системы циркуляционным насосом, датчиками температуры и современными радиаторами пользователи отмечают экономию электроэнергии по сравнению с ТЭНовыми моделями на 25-30 %.

Андрей З., 52 года:

«Живу в небольшом доме, площадь — 42 квадрата. Строение хорошо утеплено. Раньше отапливал угольным котлом — масса мороки. Газ пока только обещают. Решил перейти на электричество. Купил котел ВИН-5. Это было почти четыре года назад. С тех пор ни разу не пожалел — по деньгам выходит почти столько же, как и с углем, но мороки никакой. Плюс висит на стене в кухне — и красиво, и места стало больше. Покупал за 25 с копейками. Устанавливал сам. Пока ничего плохого не выявилось».

Елизавета А., 29 лет:

«У нас с мужем большой загородный дом. Живем в Рязанской области. Места глухие, газа нет. Сразу, как строились пять лет назад, запланировали индукционный котел. Соответственно, и утепляли стены – пол – потолок. Поставили хорошие радиаторы в комнатах. Котел купили Miratron А015. Тогда он стоил почти 50 тысяч. Устанавливал и подключал муж самостоятельно. Площадь дома — почти 155 метров. Даже в позапрошлогодние морозы зимой очень тепло. Электричества нагорает умеренно. Совсем не столько, как пишут на форумах — в месяц платим 2–3 тысячи. Во время работы Miratron совершенно не шумит. Питание автоматы еще ни разу не отключали. Нареканий по качеству вообще нет».

Дмитрий П., 46 лет:

«Три года назад купил для своей дачи SAV-5. Газа у нас там нет, топить углем или дровами — очень мороки много. По этой причине вместе с котлом приобретал и всю автоматику. Теперь в пятницу, к моему приезду, домик уже протоплен — есть блок «джиэсем-управления». Ставил еще и погодные датчики. В общем, затраты в месяц вообще копеечные. В среднем из 30 дней котел активно топится дней 7–12. Плюсом является подогрев воды. Из минусов могу сказать лишь о высокой цене — отдал я за SAV-5 почти 40 тыс. рублей. Но это окупилось. Проблем с работой котла ни разу не было и, надеюсь, в ближайшие лет 20 не ожидается».

Обратите внимание! Рассмотрев всю вышеизложенную в данном материале информацию, можно смело констатировать, что индукционное отопление частного дома гораздо более выгодно и удобно, чем другие варианты электроотопления.

Лучшие индукционные электрокотлы для отопления дома

Индукционный электрокотел предназначен для обогрева жилых помещений потоком жидкости, которая прогревается в теплообменнике за счет вихревых токов Фуко.

Оборудование отличается сниженным расходом электроэнергии (по сравнению с традиционными конструкциями), но использование дорогостоящих комплектующих и материалов повышает цену котла.

Типы индукционных котлов

Индукционные отопительные котлы различаются по частоте напряжения, подаваемого на рабочий нагревательный элемент. Стандартные модификации SAV подключаются к бытовой сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 220 или 380 В (для изделий с повышенной мощностью).

Оборудование вихревого типа (ВИН) оснащается преобразователем, формирующим переменный ток высокой частоты (10000 Гц и выше). Применение токов повышенной частоты позволяет снизить вес оборудования, но негативно влияет на стоимость изделий.

Дополнительным отличием является материал теплообменника. Бюджетные модели оснащаются стальными узлами, напряжение подается на обмотку, смонтированную на нагревательном элементе.

В металлических элементах наводятся токи, обеспечивающие прогрев деталей и находящейся внутри жидкости. В конструкции котла предусмотрен регулируемый насос с приводом от электрического двигателя, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя по контуру отопления.

Котлы вихревого типа используют для нагрева теплоносителя трубопровода из ферромагнитного материала. В качестве магнитопровода и вторичной обмотки применяются ферромагнитный контур, а также элементы конструкции корпуса изделия.

В комплект оборудования входит микропроцессорный блок управления, предусмотрена циркуляционная помпа, прокачивающая рабочую жидкость. Дополнительный насос предназначен для циркуляции теплоносителя по трубам контура отопления, смонтированного в здании.

Плюсы и минусы

Преимущества индукционного отопительного оборудования:

Повышенная надежность и безопасность эксплуатации за счет использования автоматики. Допускается применение различных жидких теплоносителей.
Повышенный КПД котла, превышающий 90%. Параметр зависит от конструктивных особенностей теплообменного контура.
Увеличенный срок эксплуатации, превышающий отметку 25 лет. Для повышения надежности используются катушки с разнесенными витками обмотки. Зазор между проводом заливается термоустойчивым компаундом. Из схемы оборудования исключены трущиеся детали (кроме быстросъемных электрических насосов), что дополнительно снижает вероятность поломки оборудования.
Быстрое начало работы за счет уменьшенных габаритов изделия. Поскольку электрический индукционный котел не имеет массивных металлических элементов конструкции, то нагрев жидкости начинается после включения питания.
Вибрирующий индукционный нагревательный элемент не покрывается слоем накипи. Для снижения вероятности образования отложений применяются специальные жидкости. Отсутствие отложений позволяет поддерживать равномерную мощность в процессе эксплуатации устройства. Для повышения функциональных характеристик рекомендуется вводить в состав рабочей жидкости реагенты, препятствующие образованию отложений.

Читать еще: Антифриз система отопления частного дома своими руками

Недостатки нагревательного оборудования с индукционным принципом нагрева жидкости:

Необходим постоянный контроль уровня жидкости в магистралях. При утечке происходит перегрев рабочего сердечника, выводящий отопительный котел из строя.
Повышенная цена оборудования и монтажа.
Затруднен процесс самостоятельного ремонта. Не предусмотрен демонтаж части компонентов конструкции, что повышает стоимость восстановительных работ.
Высокочастотный шум при работе части устройств. Подобное оборудование не рекомендуется устанавливать в жилых помещениях.

Устройство индукционного электрического котла

В основе конструкции индукционного электрического котла лежит сердечник, на который намотана обмотка. Витки изолированы друг от друга специальным составом, не разрушающимся при циклическом нагреве и охлаждении.

Внутри катушки расположен теплообменник, который нагревается при подключении питания. Вокруг них установлен герметичный металлический кожух, а пространство между деталями заполнено рабочей жидкостью. Кабели питания выведены из корпуса через изолированные герметичные рукава.

Принцип действия оборудования основан на возникновении токов Фуко, повышающих температуру теплообменника. Они генерируются при подаче рабочего напряжения на катушку.

Управление работой выполняется микропроцессорным блоком. Поддерживаются автоматические выключатели, отсекающие питание при выходе рабочих параметров за допустимые пределы.

Чем отличаются индукционные котлы от ТЭНовых

Отличие оборудования, оснащенного ТЭН, от индукционных котлов:

Состав комплекта. Индукционное оборудование поставляется в наборе с насосом, запорной арматурой, датчиками и предохранительным блоком. Увеличение перечня деталей приводит к повышению стоимости комплекта на 60-70% (при одинаковой мощности).
Управляющая электроника стандартного котла располагается внутри кожуха, индукционное оборудование укомплектовано отдельным шкафом.
Вес компонентов индукционного котла в 1,8-2,2 раза превышает массу деталей стандартного прибора с ТЭН.
Стандартный котел оборудован ступенчатым регулятором интенсивности нагрева жидкости, позволяющим вручную корректировать производительность и энергопотребление. Индукционный узел работает в едином режиме мощности; изменение степени нагрева корректируется производительностью насоса. Существуют модели с переключателями режимов, которые незначительно снижают мощность.
В конструкции индукционного оборудования используются реле, рассчитанные на коммутацию тока повышенной силы. При работе контактных групп происходят щелчки, сопровождающиеся просадкой напряжения в цепи электроснабжения. Котлы с ТЭН оснащаются малогабаритными реле с пониженной шумностью.
Изделия с ТЭН оборудованы блоками управления с модулем памяти, сохраняющим коды ошибок. Информация отображается на дисплее, владелец может самостоятельно расшифровать код и определить неисправность. Индукционные котлы не поддерживают подобной функции.

Особенности монтажа

Оборудование с индукторным нагревателем предназначено для работы в замкнутой системе отопления. В конструкции предусматривается герметичный расширительный резервуар (мембранный бак), в который уходит расширяющаяся при нагреве жидкость. Для циркуляции теплоносителя устанавливается электрическая помпа; конвекционный способ переноса нагретой жидкости не используется (из-за интенсивного прогрева раствора теплообменником).

Для разводки по помещению применяются пластиковые магистрали. Если в комнатах имеются стальные трубопроводы, то предусматриваются соединительные муфты из пластика, разобщающие металлические трубы и кожух нагревателя.

В цепи питания предусматривается заземляющий кабель, который подключается к общедомовому или индивидуальному контуру. Нагревательный блок крепится на поверхности стены через штатные точки фиксации (воздушный зазор между стеной и кожухом – 300 мм), расстояние от горизонтальных поверхностей должно составлять не менее 800 мм.

В конструкции предусматривается датчик потока, отображающий объем теплоносителя на выходе из насосной станции. На отводных магистралях монтируются предохранительные краны, позволяющие отключать комнаты от общего контура для ремонта магистралей.

В канале подачи горячей жидкости монтируется группа безопасности с датчиком аварийного отключения питания; предусматривается датчик температуры с индикатором значения. Электроника котла вынесена в отдельный распределительный шкаф, который монтируется на стене рядом с отопительным оборудованием.

Какой индукционный котел лучше выбрать

Перед тем как выбрать индукционный электрический котел для отопления, необходимо определить возможности электропроводки в доме. При использовании бытовой сети переменного тока напряжением 220 В допускается установка оборудования мощностью до 8 кВт.

Для коммутации используется отдельная магистраль питания, изготовленная из медного провода сечением 3-5 мм² и оснащенная индивидуальным предохранительным устройством. Оборудование с повышенной мощностью требует подключения к 3-фазной сети напряжением 380 В.

Выбор оборудования для отопления частного дома предусматривает оценку затрат на электроэнергию. Производитель указывает среднесуточную и пиковую мощность индукционных устройств.

Допускается использовать индукционные приборы в качестве дополнительного источника нагрева, работающего параллельно с котлами на твердом, жидком или газообразном топливе. В соединительных магистралях предусматриваются шаровые краны, позволяющие разобщать рабочие контуры.

Наибольшее распространение на рынке получило такое оборудование:

вихревые установки, собираемые ижевским заводом компании “Альтернативная энергия”;
котлы с индукционными блоками стандартного типа, собираемые предприятием НПК “ИНЭРА“;
индукционные электрокотлы отопления компании “Сибтехномаш“;
дизайнерские установки фирмы “Miraton“, отличающиеся оригинальным внешним видом.

Часть индукционных установок поддерживают установку блока управления, корректирующего рабочие параметры при помощи приложения на смартфоне владельца. Дополнительные температурные датчики обеспечивают снижение энергопотребления в зависимости от внешних погодных условий.

При выборе учитывается площадь обогрева, теплоизоляция дома и ряд других факторов. Рекомендуется обратиться к помощи специалистов, которые оценят возможности установленного оборудования и дадут рекомендации по выбору индукционного котла.

Источники:

http://ogon.guru/otoplenie/kotli/elektrokotli/induktsionniy-obogrev-ch-d.html
http://www.tproekt.com/indukcionnyj-kotel-otoplenia/
http://kotle.ru/elektrokotly/induktsionnyj-elektricheskij-kotel

голоса

Рейтинг статьи