Основные виды электрический котлов

Как работает индукционный котел отопления

Вспомним физику школьной программы. Если в переменное электромагнитное поля, поместить ферромагнитный проводник, то энергия электромагнитного поля необратимо перейдет в тепловую энергию этого проводника. Физика процесса описывается двумя законами Максвелл и законом Ленца-Джоуля, которые здесь нас не интересуют.

То есть если через катушку (индуктор) пропустить переменный ток, то электрическая энергия индуктора, бесконтактно перейдет в тепловую энергию проводника, помещенного в поле катушки. После чего проводник можно использовать как нагревательный элемент системы отопления.

В данном принципе важно слово «бесконтактно». То есть, в данной системе нет потерь на сопротивление контактных групп и проводов

Именно поэтому, индукционные электрические котлы считаются самыми экономичными (очень высокий КПД).

Преимущества и недостатки

Реальные достоинства, которыми обладают индукционные котлы для отопления дома или производственного здания, заключаются в следующем:

1. Высокая, как и у всех водогрейных установок, эффективность работы, находящаяся в пределах 97—98%.
2. Долговечность, обусловленная отсутствием движущихся частей и простотой конструкции.
3. Малые габариты, позволяющие поместить отопительное оборудование в помещение любых размеров.
4. Высокая скорость нагрева теплоносителя и отсутствие инерции при его отключении.
5. Комфорт при эксплуатации, индукционный электрокотел не требует к себе постоянного внимания хозяина дома, а частота его обслуживания целиком зависит от качества применяемой в системе воды.

Вихревые нагреватели поставляются с комплектами автоматики управления, что дает возможность связать теплогенераторы с другими климатическими системами дома.

Нагреватель в разрезе

Есть у данного оборудования и недостатки. Главный из них – высокая стоимость, особенно у теплогенераторов типа «Сибтехномаш». Если использовать эти агрегаты для промышленных целей вполне приемлемо, то индукционное отопление частного дома может оказаться неоправданно дорогим.

Опыт практического использования вихревых нагревателей домовладельцами и обслуживающим персоналом сервисных компаний пока что не слишком обширен, но на данный момент существенных нареканий на оборудование нет.

Устройство индукционного котла

В индукционных котлах использован тот факт, что металлический сердечник, помещенный внутрь катушки индуктивности,  быстро нагревается до высоких температур за счет наведенных токов Фуко. Нагревательный элемент таких агрегатов представляет собой мощную индуктивную катушку, которая герметично запаяна в массивный корпус из металла, являющийся одновременно и сердечником. Вода или другой теплоноситель, омывая корпус нагревательного элемента, нагревается, затем поступает в систему отопления. Существует два типа индукционных нагревателей, имеющих некоторые отличия:

Устройство индукционного котла

• Вихревые индукционные нагреватели ВИН (Vin). Перед подачей на первичную обмотку катушки индуктивности ток сети 50Гц преобразуется в высокочастотный. Таким образом достигается усиление магнитной напряженности и наводимых токов Фуко, повышается температура нагрева. В таких котлах из ферромагнитных сплавов изготавливают не только вторичную обмотку, но и корпус, что увеличивает площадь нагрева и позволяет нагревать теплоноситель быстрее.
• Индукционный котел отопления Sav.  Котлы этого типа в качестве теплообменника используют вторичную обмотку, которая выполняется в виде лабиринта с толстыми стенками (для увеличения площади теплоотдачи и лучшего нагрева теплоносителя). Так как проводник находится в переменном поле, катушка дополнительно генерирует реактивную мощность.

Как работает индукционный нагреватель

Очень просто. Подаем рабочее напряжение на катушку. В катушке создается электромагнитное поле. Дальше читаем внимательно- тут суть егоработы:

Электромагнитное поле наводит в трубе отопления токи Фуко или вихревые токи и металлическая труба начинает нагреваться.

Если кто не знает- у трансформатора магнитопровод набран специально из множества тонких пластин из электротехнической стали, изолированных друг от друга.

Это сделано именно для того, что бы избежать потерь энергии от нагрева вихревыми токами.

Дело в том, что чем массивнее проводник, тем сильнее он будет нагреваться от токов Фуко, в свою очередь увеличить силу воздействия вихревых токов можно скоростью изменения магнитного потока.

Знаете ли вы что у силового трансформатора напряжением 110 кВ на холостом ходу, даже без нагрузки выделяется тепловая мощность около 11 киловатт?

Это в основном именно за счет воздействия вихревых токов, которые нагревают магнитопровод, на который одеты первичная и вторичная обмотка.

При этом магнитопровод- шихтованный, а если бы он был цельный, то тепловые потери возросли бы многократно!

И тансформатор просто напросто сгорел бы от перегрева.

Индукционный электрокотел работает по этому же принципу и стальная труба с водой, проходящая внутри катушки очень сильно греется, НО!- за счет циркуляции воды тепло успевает отводиться от трубы в систему отопления и перегрева не происходит.

Но может ли он быть экономичнее по сравнению с электрокотлами на тэнах? За счет чего?

Вот давайте сначала без разбора и сравнения этих двух типов котлов подумаем:

Есть дом

Не важно какой и не важно где. Хоть под водой, хоть на Эвересте. У этого дома теплопотери- 6 киловатт

У этого дома теплопотери- 6 киловатт.

Через стены, через окна, через потолок и т.д.- тепло теряется и что бы поддержать постоянную температуру- надо компенсировать эти теплопотери и для этого надо естественно тоже 6 киловатт тепла.

И не важно где и как берется это тепло, эта тепловая энергия- 6 киловатт- хоть костер жги, хоть газ, хоть бензин, самое главное что бы выделялись эти нужные киловатты тепла!

Теперь самое главное:

для обогрева такого дома понадобится что индукционный нагреватель, что электрокотел на ТЭНах- все равно мощностью тоже не менее 6 кВт.

Другими словами- котел просто преобразует электрическую энергию в тепловую.

А каким образом он это делает- совершенно не важно, ведь для нас самое важное что бы в доме было тепло. Энергия- просто преобразуется из одного вида- в другой, из электрической- в тепловую. И если выделил котел тепла на 6кВт, то взял из сети электроэнергии как минимум- столько же, а учитывая что КПД у котлов не 100%, то и энергии потребляется из сети даже больше немного

И если выделил котел тепла на 6кВт, то взял из сети электроэнергии как минимум- столько же, а учитывая что КПД у котлов не 100%, то и энергии потребляется из сети даже больше немного

Энергия- просто преобразуется из одного вида- в другой, из электрической- в тепловую. И если выделил котел тепла на 6кВт, то взял из сети электроэнергии как минимум- столько же, а учитывая что КПД у котлов не 100%, то и энергии потребляется из сети даже больше немного.

Тогда может быть КПД у индукционного котла выше? По заявлением произодителей это значение достигает 98%.

То же самое и у электрокотла с ТЭНами. КПД у них достигает 99%.

Ну сами подумайте- куда еще может деваться энергия в ТЭНе кроме как выделиться в тепло?

Вся энергия, потребленная из сети ТЭНой преобразуется в тепловую энергию. Взяла 5 кВт- выделила 5 кВт тепла.

Взяла 100 кВт- выделила 100 кВт тепла. Ну может чуть-чуть поменьше если учитывать потери энергии в переходном сопротивлении на зажимах тэны, но опять же- эта потеря энергии выделяется в виде тепла (греется зажим) и в подводящих кабелях.

Но- что зажимы, что сечение кабеля- одинаковые по параметрам и на вихревой индукционный электрокотел и на ТЭН.

Мифы о выдающемся КПД

При изучении рекламных материалов электродных котлов складывается впечатление, что потребителей считают глухими невеждами. Якобы «ионные» котлы извлекают тепло буквально из ниоткуда, выдавая тепловую энергию в размере 120–150% от приложенной электрической мощности. При этом законы физики и, в частности, теплотехники всячески игнорируются.

Заявления о том, что электродный котёл способен мифическим образом приумножать вложенную в него энергию абсолютно беспочвенны. К счастью, сегодня подобная тенденция в рекламных компаниях пошла на спад, первоначальное же её развитие можно связать с активным распространением тепловой техники, работающей за счёт тепловых насосов с положительным коэффициентом СОР.

Даже заявления о том, что все 100% электроэнергии преобразуются в тепло — откровенный обман. Потерь при образовании всё равно не избежать, даже при нагреве теплоносителя за счёт собственного электрического сопротивления, ибо как минимум 2–3% будет расходоваться на нагрев питающей проводки, ещё столько же стечёт в систему заземления из-за снижения энергии носителей заряда вследствие недостаточной химической чистоты жидкости в системе или из-за образования налёта на электродах. Вывод: электродные котлы способны демонстрировать близкий к 100% коэффициент преобразования только в условиях демонстрационного стенда, которые, как известно, далеки от реальных.

Как устанавливать подоконник: пошаговая инструкция, особенности монтажа и рекомендации

Финансовый вопрос — как выбрать оптимальный вариант

Решая, какой электрокотел выбрать для отопления дома, не стоит забывать и о материальных расходах на электроэнергию.

Есть несколько способов сократить потребление электричества:

1. В обвязку котла можно вмонтировать теплоаккумулятор. Такой способ целесообразен при условии, что существуют дневные и ночные тарифы на электроэнергию. Тогда в ночное время в котельной с электрическим котлом вода будет нагреваться в теплоаккумуляторе (баке на 300-2000 литров), а в дневное время теплоноситель станет циркулировать по системе отопления.
2. Как вариант, если температура на улице не опускается ниже нулевой отметки, выгодно отапливать помещение кондиционером с функцией обогрева.

Итоги

Итак, мы рассказали, как выбрать электрокотел для отопления исходя из характеристик оборудования, а также принципов его действия. Надеемся, что каждый потребитель сможет определиться с наиболее подходящим для него вариантом, основываясь на полученных знаниях, предпочтениях и финансовых возможностях.

Востребованные модели

Если вы хотите выбрать хороший индукционный электрический котел отопления, ознакомьтесь с дальнейшей информацией – мы расскажем вам про самые удачные и популярные модели. Что касается выбора по мощности, ориентируйтесь на площадь помещений. Помните, что на каждые 10 кв. м. площади требуется 1 кВт тепла.

Котлы ВИН-3

Перед нами самый простой вихревой индукционный котел, предназначенный для обогрева зданий небольшой площади. Его мощность составляет 3 кВт, отапливаемая площадь – до 30 кв. м (или от 90 до 140 кубометров обогреваемого объема). Он выполнен в виде трубы небольшого диаметра с боковыми патрубками для подключения системы отопления. В нижней части располагается контакт для подключения заземления. Блок управления подключается через контактную группу в верхней части корпуса.

Индукционный электрокотел предназначен для эксплуатации в закрытых системах отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. Он настолько мал, что не займет много места в помещении. Но настенное крепление должно быть надежным – вес агрегата составляет 30 кг. Для его питания используется однофазная сеть с напряжение 220 Вольт. Управляющий блок включает в себя защитные автоматы и отличается предельной компактностью.

Котел поставляется на рынок в нескольких комплектациях. Они включают в себя дополнительные узлы – управляющие блоки, регулирующую арматуру, датчики потока и многое другое, что может понадобиться для монтажа системы отопления.

Котлы Миратрон

Индукционные котлы Миратрон созданы для работы в системах отопления в зданиях площадью до 360 кв. м – на рынок поставляются модели мощностью от 6 до 36 кВт. Они выполнены в виде прямоугольных вертикальных шкафов со встроенными системами управления. Оборудование отличается своей информативностью – оно показывает количество работающих в данных момент секций, замеряет напряжение питания, отображает текущую мощность и температуру теплоносителя в подающей и обратной трубах.

Благодаря наличию продвинутой автоматики, котлы позволяют немного сэкономить за счет точного температурного контроля. А многосекционное исполнение снижает нагрузку на электросеть. Требуемый температурный режим работы отопления устанавливается с помощью кнопок, располагающихся на панели управления индукционных котлов. Здесь же мы увидим кнопку «Турбо», запускающую режим быстрого прогрева.

Котлы Sav PROF

Если у вас созрела необходимость купить малогабаритный индукционный котел для организации отопления в здании небольшого размера, обязательно обратите свое внимание на котлы Sav серии PROF. Они выполнены в аккуратных металлических корпусах, включающих в себя все необходимое для систем отопления – это пусковая автоматика, термоманометры, ручные спускники воздуха, датчики протока, модули управления и циркуляционные насосы

Из обвязки необходимо приобрести только расширительный бачок и предохранительный клапан.

Мощность индукционных котлов Sav PROF составляет 2.5, 3.5, 5 или 7 кВт – на выбор потребителя. Соответственно, обогреваемая площадь достигает 70 кв. м. при использовании самого мощного образца. Все модели питаются от однофазной сети с напряжением 220 Вольт. Благодаря компактному исполнению и наличию некоторых элементов обвязки, оборудование отличается предельной легкостью в монтаже – сборка отопления не отнимет у вас много сил и времени.

Представленные индукционные котлы обладают важным преимуществом – в них имеются контактные группы для подключения внешних элементов управления отоплением. К ним подключаются внешние температурные датчики, дополнительные пульты (в том числе с управлением по телефону и через интернет), а также программаторы.

Производители

Цены зависят от продвинутости электрокотла, наличия дополнительных опций и мощности. Поэтому перечисленные ниже примеры изделий ориентировочные и отображают тенденцию в стоимости на стандартные модели.

Электродные (ионные)

Сравнение цен (руб.):

• Галан (РФ): 4000–30000;
• ЭОУ (РФ): 4600–15000;
• Beril (Латвия): 4450–25000.

ТЭНовые

Сравнение цен (руб.):

• Электромаш 1900–17000;
• ZOTA 6000–30000;
• Protherm 30000–80000.

Индукционные

Итог по ценам (руб.):

• ZAVOD VIK: 28000–75000;
• АнтиГаз: 35000–85000;
• Альтернативная энергия (ВИН): 33000–87000.

Недостатки индукционных электрических котлов

1. Контакт магнитного поля с теплоносителем и изменение его физико-химических свойств, что может привести к появлению воздушных пробок. Придется установить качественные воздухоотводчики.
2. Распространение магнитного поля на всей протяженности движения теплоносителя. Так как система отопления закольцована, то теплоноситель становится проводником магнитного поля, что не может положительно сказываться на здоровье проживающих в доме людей.
3. Мощный источник магнитного поля в доме будет негативно влиять на прием сотовых телефонов и распространение Wi-Fi интернета. Хотя вести прослушку ”жучками” тоже будет затруднительно

Нужен ли вам в доме мощный источник магнитного поля

Порядок установки

Монтаж опоры ЛЭП — это сложная и ответственная процедура, состоящая из нескольких этапов. Для того чтобы правильно установить столб для электричества на участке, необходимо:

• составить план благоустройства территории, прилегающей к даче, и отметить на нём то место, где будет располагаться опорная конструкция;
• согласовать полученную схему с соседями по участку и надзорными органами;
• удалить дёрн и древесные корни в точке установки опорной конструкции;
• пробурить в почве скважину, глубина которой должна быть больше уровня промерзания грунта на 50 см (для этого можно воспользоваться как специальной техникой, так и обычным садовым буром);
• высыпать в яму 10-литровое ведро щебня;
• установить в скважину столб и закрепить его в нужном положении при помощи подпорок;
• зафиксировать опору в грунте, обвязав её металлической сеткой или арматурными прутьями;
• залить в яму бетонный раствор и оставить его застывать.

Это интересно: монтаж сипа от столба к дому.

Нормативы мощности

Перед тем, как выбрать электрокотел для отопления частного дома, стоит определиться, какая тепловая мощность оборудования требуется в конкретном случае.

Расчет электрической мощности, которая равна тепловой, выполняется исходя из таких норм:

• Базовый показатель равен 40 Вт на 1 м3 объема помещения.
• Дополнительно на каждое окно следует добавить по 100 Вт, а на дверные проемы – по 200 Вт.
• Коэффициент используемой мощности для регионов с теплым климатом составляет 0,7 – 0,9. В европейской части РФ он равен 1,2 – 1,3; на Дальнем Востоке и северных регионах – 1,5-2,0.
• Стоит учитывать, что электрокотел системы отопления в частном доме должен работать в 1,5 раза интенсивнее, чем в квартире, поскольку теплопотери сквозь пол и кровлю в нем выше.

В качестве примера приведем расчет для частного дома с площадью в 80 м2, который имеет 5 окон, 1 дверь, а высота потолков составляет 3 м. Дом расположен в Краснодарском крае.

Электрическая мощность = (40 Вт×80 м2×3 м+5×100 Вт (окна)+200 Вт (дверной проем))×0,7 (региональный коэффициент)×1,5 (расход для частного дома)=10815 Вт.

Принцип работы

Назначение котла — повышение температуры теплоносителя в отопительном контуре. Способ нагрева зависит от конструктивных особенностей аппарата.

ТЭНовые котлы

Нагревательный элемент установки представляет собой трубку из металла, внутри которой помещена керамическая крошка или кварцевый песок. В середине расположен стержень из нихрома или вольфрама. Контакты подключаются к электрическим проводам. В рабочем режиме на спираль подается напряжение. За счет высокого сопротивления она начинает нагреваться и передает тепловую энергию воде. ТЭНы размещаются внутри бака, заполненного жидкостью.

Емкость может размещаться вертикально или горизонтально. При работе котла ТЭН всегда скрывается под жидкостью, иначе нагревательный элемент быстро выйдет из строя. Для контроля температуры и давления внутри бака применяются датчики, передающие рабочие параметры в блок управления. Для обеспечения циркуляции теплоносителя в контуре, многие модели снабжены электрическим насосом.

Запуск в работу сопровождается резким скачком энергопотребления, т.к. одновременно включаются все ТЭНы. При достижении теплоносителем заданных параметров котел поддерживает температуру воды на постоянном уровне.

Индукционные котлы

Приборы данного вида используют эффект электромагнитной индукции. В катушку с заданным числом витков помещается металлический стержень. При этом образуются вихревые токи, вызывающие повышение температуры элемента. Сердечник нагревает циркулирующий теплоноситель.

Аппарат представляет собой цилиндр, по всей высоте которого встроена катушка индуктивности. Внутри располагается металлический сердечник. Свободное пространство заполнено теплоносителем. Для регулировки мощности применят тиристорные пускатели.

Индукционные установки отличаются надежностью и продолжительной эксплуатацией. КПД аппаратов достигает 99%. Использование в качестве теплоносителя обессоленной воды или антифриза избавляет потребителя от проблем с накипью.

Установки компактны, что позволяет монтировать приборы на стене помещения. Встречаются производительные аппараты, мощность которых достигает 60 кВт.

Электродные котлы

Работа этих установок основана на проводимости воды, содержащей соли металлов. Через теплоноситель пропускается ток, который вызывает ионизацию раствора. Заряженные частицы двигаются к электродам. За счет внутреннего сопротивления молекул жидкость начинает нагреваться.

Аппарат состоит из цилиндрического резервуара, внешняя часть которого покрыта изоляцией. Внутри установлен электрод, подключенный к фазе. Корпус присоединяется к нулевому кабелю. При подаче напряжения температура теплоносителя начинает резко возрастать.

Приборы, работающие на принципе ионизации раствора, отличаются компактными размерами и высокой надежностью. Мощные установки предназначены для подключения к 3-фазной электрической сети. Допускается последовательный монтаж нескольких котлов. Особенностью электродных генераторов является невозможность управления мощностью прибора. Аппарат способен работать только с полной производительностью. Регулировка температуры воды достигается отключением и включением устройства.

Большой холодильник в маленькой кухне

Холодильник всегда хочется иметь большой, вместительный. Двухкамерный, с несколькими морозильными отделениями.

Проблема в том, что определить его место на малогабаритной кухне гораздо сложнее, чем в пределах более широкого по площади помещения.

В хрущевке маленькая кухня с холодильником предполагает встраиваемый вариант, когда бытовая техника вписывается в мебельный ряд, напротив обеденной зоны.

Вывод

Индукционные котлы отопления потребляют столько же кВт тепла, сколько и ТЭНовые. Чудес не бывает. Индукционный способ нагрева имеет ряд преимуществ и широко используется только в промышленности.

Использование индукционного нагрева в бытовых условиях требует высокого качества комплектующих и сборки теплогенератора. Для этого необходимо повысить уровень производственных мощностей отечественных предприятий, занимающихся выпуском индукционных котлов, ввести международные стандарты и методики контроля качества

При покупке отопительного котла обратите внимание на наличие у производителя стандарта ISO 9001 – стандарт системы менеджмента качества и других международных сертификатов и международных наград

Обязательно поинтересуйтесь условиями гарантийного обслуживания теплогенератора. И не постесняйтесь задать вопрос о юридической ответственности в случае поражения током. Верить голословным заверениям продавцов в том, что подобного за 30 лет еще не было, не стоит. Вам нужны конкретные ответы на вопросы, кто несет ответственность и в каких документах это прописано. Не забывайте, что все разрешения на использование электронагревателя в пожароопасных помещениях должны подтверждаться соответствующими сертификатами.