Индукционные котлы: реальные преимущества и недостатки

Экономит индукционный котел электроэнергию или нет? Вот в чем вопрос…

Принцип действия

При нагреве теплоносителя в индукционных котлах используется энергия, которая выделяется при возникновении наведенных токов в корпусе-теплообменнике. Это, по сути, индукционная катушка, заключенная в массивный корпус из ферросплава. Сам корпус и является вторичной обмоткой. Он нагревается из-за прохождения наведенных в нем токов.  Для увеличения площади теплоотдачи сделан в виде лабиринта с толстыми стенами. Теплоноситель, проходя по лабиринту нагревается.

Принцип действия индукционных отопительных котлов основан на выделении тепла при возникновении токов Фуко в металле

Система имеет высокую степень надежности, так как катушка герметично запаяна в корпусе и не имеет контакта с водой или другим теплоносителем. Вероятность пробоя витков мала – они накручиваются не вплотную и дополнительно заливаются изолирующим составом. Все это вместе с массивным толстостенным корпусом позволяет говорить о длительном сроке эксплуатации. Продавцы заявляют о 30 годах эксплуатации без обслуживания, но гарантийный срок производители ставят гораздо меньше.

Водяное отопительное оборудование

Простая конструкция нагревателей Миратрон очень надежна и эффективна. Устанавливая котел такого типа нет необходимости приобретать насос. Движение воды будет производиться конвекцией. Устройство имеет две трубки — одну снизу для входа холодной воды в котел и вторую вверху для подачи уже горячей в систему отопления.

Индукционное отопление

Водяное отопительное оборудование

Электричество внутри прибора образует магнитное поле и производит обогрев всего помещения. Для генерации магнитного поля необходим индуктор. Индуктор — катушка имеющая множество витков проволоки создающая магнитное поле.

Нагреватель индукционного типа можно установить практически в любом месте, но из-за плохого влияния электромагнитных волн на здоровье человека и живых существ, установка данного устройства должна быть произведена в отдельном помещении.

Что же такое индукционный котел ?

Индукционные системы отопления начали использовать в 80-х годах прошлого столетия на промышленных предприятиях. Бытовые же приборы появились только в середине девяностых годов. За последние десятилетия они были доработаны, и в их конструкцию были внесены некоторые обновления, однако, принцип их работы остается неизменным.

Название данных отопительных систем и приборов уже само по себе говорит о том, что в основе их функционирования лежит электромагнитная индукция. Суть принципа работы состоит в том, что если через проволоку достаточно большого диаметра в сечении, накрученную в виде катушки, пропустить переменный ток, то вокруг этой первичной обмотки создается мощное электромагнитное поле. Если в этом поле окажется проводник, то в нем будет наводиться (индуцироваться) напряжение. Ну а если силовые линии поля пересекают расположенный в нем сердечник из сплава, обладающего магнитными свойствами, то получается своеобразный короткозамкнутый контур. И за счёт появления на нем блуждающих токов Фуко, происходит очень быстрый и сильный нагрев этого материала.

Читайте также:  Как сделать печь для отопления дома с водяным контуром

Простейшая схема принципа работы индукционного нагревателя

Такой принцип широко используется, например, в сталелитейной промышленности. Нашли ему применение и для быстрого и высокотемпературного нагрева воды. Понятно, что в качестве сердечника в этом случае будет выступать труба или иной канал, по которому циркулирует теплоноситель.

А самый доступный для понятия пример индукционного нагревателя представляет собой проволоку, намотанную на трубу, изготовленную из диэлектрика, которая будет изолировать магнитный сердечник, помещаемый в ее внутреннее пространство.

Проволочная катушка подключается к электропитанию и создает электромагнитное поле. В результате воздействия переменного электромагнитного поля металлический стержень-сердечник будет нагреваться, передавая тепло теплоносителю, который затем поступает в трубы и радиаторы отопительного контура. В качестве теплоносителя в автономных системах отопления может быть использовано масло, вода или этиленгликоль.

Это, конечно, очень упрощенное объяснение. В индукционных котлах промышленного производства в теплообменный ферромагнитным сердечником может являться целый лабиринт труб или каналов, а нередко, например, в вихревых нагревателях, в этом процессе задействован и корпус прибора.

Один индукционный котел правильно выбранной мощности способен обеспечить нагретым теплоносителем несколько контуров разветвленной системы отопления. Естественно, при грамотной расстановке коллекторов и циркуляционных насосов.

В системах отопления небольшой протяженности теплоноситель, нагреваясь, будет подниматься вверх, и создавшегося естественного давления обычно бывает достаточно для его естественной циркуляции. Если же отопительная магистраль довольно длинная и разветвлённая, завязана на коллекторы с дальнейшим распределением потоков теплоносителя по отдельным контурам, то в систему устанавливают один или несколько циркуляционных насосов, так как без них требуемого перемещения теплоносителя будет добиться невозможно.

Как самому сделать индукционный котел

Как самому сделать индукционный котел

Вот что сотворили два электронщика

Как самому сделать индукционный котел

На сайтах производителей имеется только общая информация с демонстрацией принципов работы и никаких схем. Оно, в общем-то, и понятно.

Как самому сделать индукционный котел

Те модели, которые предлагают сделать: пластиковую трубу заполнить отрезками проволоки и сверху намотать проволоку, может, и работают, но явно недоделаны. Необходима серьезная защита: витки катушки оказываются сверху, а по ним бежит ток. Причем из сети 220 В. К тому же нет никакого контроля температуры, что чревато: пластик ведь плавится. Требуется также расчет скорости движения теплоносителя и еще много чего. В общем, небезопасно это.

Как самому сделать индукционный котел

Как самому сделать индукционный котел

Это вся схема элементарного индукционного котла, который предлагают сделать своими руками

Как самому сделать индукционный котел

Ниже расположено видео, в котором представлен один из вариантов такого самодельного индукционного котла отопления. В исполнении он несложен:

Как самому сделать индукционный котел
  • В толстостенную пластиковую трубу (на видео — полипропилен с алюминиевым армированием) набиваются металлические элементы. В каких-то вариантах это небольшие куски металлической проволоки 5-7 мм диаметра, в этом видео — проволока магнитного фехраля, которая не будет ржаветь, но магнититься.
  • С двух сторон на трубу надевается стека. Она не даст проваливаться металлическим элементам.
  • С обоих закрытых концов устанавливаются фитинги, при помощи которых котел (уже котел) устанавливаться будет в систему. Примерная схема установки изображена на рисунке.

    Схема подключения индукционного котла в систему отопления. Обратите внимание на необходимость группы безопасности

  • На саму трубу наматывается медная проволока. Желательно проволоку найти эмалированную. Витков нужно сделать 90-100, шаг желательно выдерживать. Ну и постарайтесь все-таки чем-то витки прикрыть. Например, так, как на предыдущем варианте из видео (он был забит кусочками проволоки).
  • После чего нужно котел встраивать в систему отопления, запускать циркуляцию и только потом подключать катушку к электросети. Без теплоносителя труба оплавится очень быстро.
Как самому сделать индукционный котел

По словам самого автора этого котла, вода греется слабо. Требуется большая мощность (у него порядка 1,8 кВт а нужно 3 кВт).

Как самому сделать индукционный котел

Читайте также:  Материалы и изготовление дымохода для камина

Принцип работы индукционного нагревателя

Перед самостоятельным сбором индукционного нагревателя нужно сначала ознакомиться с общим принципом работы техники подобного типа. Такие агрегаты во многом схожи с оборудованием, которое снабжено ТЭНами. В них так же происходит преобразование электричества в тепло, которое необходимо для обогрева помещений дома. Нагревание устройства происходит за счет энергии электромагнитного поля, создаваемом в индукторе. В его качестве выступает катушка в виде цилиндра с обмоткой. Электричество, проходя через эту катушку, создает напряжение. В результате действия переменного тока образуются вихревые потоки. Затем энергия электромагнитного поля забирается теплоносителем, в качестве которого выступает вода. После происходит генерация этой энергии в тепло. За короткий срок вода при таком нагреве достигает достаточно высоких температур.

Принцип работы индукционного нагревателя

Схема индукционного нагревателя

Принцип работы индукционной плиты

Перед использованием индукционной печки желательно разобраться в принципе ее работы. Он построен на электромагнитной индукции — механизме протекания электрического тока при изменении магнитного потока.

Индукционная плита по принципу работы похожа на трансформатор. Под стеклокерамической поверхностью устройства находится катушка индукционного типа, под которой протекает ток частотой от 20 до 100 кГц.

Роль первичной обмотки играет индукционная катушка, а вторичной — посуда, установленная на конфорку.

Принцип работы индукционной плиты

Как только изделие становится на рабочую поверхность, появляются индукционные токи, нагревающие сковородки, кастрюли и прочие изделия для приготовления пищи.

Что касается стеклокерамической поверхности плиты, она также прогревается, но от посуды, а не от рабочей зоны.

Применительно к принципу действия стоит выделить еще ряд моментов:

1. Регулирование мощности.

Как отмечалось выше, посуда нагревается с помощью действующих на нее вихревых токов высокой частоты. При этом мощность конфорки можно регулировать двумя методами — импульсно или непрерывно.

Принцип работы индукционной плиты

В первом случае печка будет периодически включаться и отключаться. В зависимости от установленной мощности меняется и частота работы.

Читайте также:  Нюансы установки газовой колонки в частном доме

При максимальном параметре мощности частота достигает 50-100 кГц, а в случае ее снижения — 20 кГц.

2. Область нагрева.

Принцип работы индукционной плиты построен таким образом, что поверхность возле зоны нагрева остается холодной, а это снижает риск получения ожога.

Что касается применяемых нагревательных элементов, они бывают нескольких типов:

Принцип работы индукционной плиты
  • Ленточные. Имеют вид ленты, свитой по принципу пружины. Время нагрева составляет 8 секунд;
  • Спиральные. По названию можно судить о конструкции детали. Нагревается поверхность в течение 15 секунд;
  • Галогенные. Такой нагреватель имеет вид трубки, которая заполнена галогенным газом. Внутри находится специальный нагреватель (именно по нему и проходит ток). Благодаря такому принципу работы, происходит почти мгновенный нагрев посуды после включения. Максимальная температура достигается через 3 секунды после включения;
  • Индукционные. Такие устройства создают высокочастотное поле, которое прогревает днище посуды.

приготовления на печи индукционного типа.

Как отмечалось ранее, для такой плиты стоит обзавестись специальной посудой с магнитным днищем.

Печь автоматически распознает подходящую конструкцию и сразу активируется после поворота рукояти конфорки.

Разрешается применять посуду:

Принцип работы индукционной плиты
  • Из чугуна;
  • Из нержавейки;
  • Эмалированную, с плоским днищем.

Если дно посуды сделано из стали, но на ней присутствует слой эмали, применение такого изделия допускается. Это связано с тем, что магнитное поле не «пробивает» эмалированный слой.

Советы по эксплуатации

При эксплуатации таких устройств, как индукционный котел необходимо знать следующее:

  1. Такие котлы нужно использовать в системах водяного отопления с принудительной циркуляцией, поскольку в котле должна постоянно циркулировать вода.
  2. Котел лучше устанавливать в нежилых помещениях, поскольку вокруг него образуется магнитное поле, которое может неблагоприятно влиять на организм человека.
  3. В системе отопления должен присутствовать сбросной клапан, потому что если из строя выйдет насос, то сердечник на котле попросту разорвет.
  4. Расстояние от пола и потолка дома до котла должно быть не менее 80см, а от ближних предметов – 30см.
  5. Сварочный инвертор должен быть заземлен, во избежание поражения электрическим током.
  6. В системе подключения инвертора должно присутствовать УЗО, которое предотвратит несчастные случаи при работе с котлом.
Советы по эксплуатации

Не устанавливайте котел в жилом помещении, так как он является небезопасным устройством для человека, поскольку излучает вредное магнитное поле, а также является электро- и взрывоопасным устройством.

Индукционный котел в системе отопления домаВидео