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.
Вихревой индукционный нагреватель
Благодаря экономической выгоде, сегодня, индукционный нагрев имеет широкое применение. Аппарат вихревого индукционного нагрева отлично подходит для помещений площадью до 60 кв. м, отапливать которые необходимо электричеством. Так, ВИН можно использовать для отопления частных домов, производственных и складских помещений, АЗС, автосервиса и других отдельно стоящих объектов.
К основным преимуществам использования ВИН в качестве “сердца” отопительной системы можно отнести то, что:
- Нагрев происходит практически моментально, ведь тепло возникает непосредственно в детали;
- С годами установка работает с той же мощностью, ее производительность не снижается;
- В сравнении с обычными электрическими нагревательными элементами, индукционный вихревой аппарат экономит до 50% электроэнергии.
Именно поэтому сегодня, все больше, компаний по производству бытовой техники и производственных машин используют индукционный нагрев. Примером такого использования, помимо отопительных котлов, может служить индукционная электрическая печь. В пищевой промышленности используется ультразвуковой индукционный нагреватель. Для нагрева металлов в промышленности применяют инверторный индукционный аппарат, для плавки цветных металлов – плавильно-восстановительный агрегат, ковки железа и изготовления заготовок – индукционный электрический горн.
Тепловые насосы отличаются по по мощности, конструкции и эффективности. Подробно об этом в следующей статье:
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.
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.
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.
Устройство и схема работы ВИН
Индукционные котлы имеют трёхслойную конструкцию:
- внешний металлический слой, предохраняющий устройство от внешнего воздействия;
- теплоизоляционный слой, исключающий перегрев котла;
- внутренний слой (сердечник).
Сердечник является ключевым элементом ВИН. Он представляет собой металлическую трубу в форме цилиндра, тороидально обмотанную проводом индукционной катушки (индуктора). Труба, иначе называемая теплообменным устройством, изготовлена из ферримагнитного материала (стали). Обмотка пропитывается специальным составом, который позволяет отнести изоляцию конструкции к классу нагревостойкости Н (предельная температура — 180°С).
ВИН-10 вихревой индукционный нагреватель
Переменный ток от источника поступает в провода катушки, порождая переменное магнитное поле. Под воздействием магнитного поля в электропроводящем веществе (вода, антифриз), заполняющем трубу-теплообменник, возникают вихревые индукционные токи. Это приводит к нагреву материала и выделению тепловой энергии в атмосферу. Потери тепла в этом процессе составляют около 1-2%, КПД котла во время работы остаётся постоянным (98%).
Таким образом, холодная вода, поднимаясь по теплообменнику, быстро разогревается за счёт электромагнитной индукции и подаётся в выходную трубу котла уже горячей. Время, затрачиваемое на нагрев, равняется нескольким минутам. Температура обмотки при этом остаётся не выше 140°С, что делает индукционный котел пожаробезопасным. Разность температур между металлической поверхностью нагревателя и теплоносителем не превышает 30°С.
Технические характеристики ВИН-10Качество изоляции катушки и сварных швов трубы в сердечнике является важным фактором, влияющим на долговечность котла. Теплоноситель рекомендуется заменять раз в 10 лет. Также рекомендуется приобрести источник бесперебойного питания для котла на случай внештатных ситуаций.
