Индукционный котел отопления: преимущества применения и технология изготовления своими руками

Как правильно подобрать электрический котел

При выборе электрического котла, изначально следует разобраться в том, какие бывают котлы и чем они отличаются

Важно подчеркнуть следующие характеристики:

Мощность

Данный параметр следует выбирать, отталкиваясь от площади отапливаемого помещения. Наиболее стандартный подбор – 1 кВт на 10 кв.м. Для наиболее точного расчета мощности учитывают качество теплоизоляции и объем пространства помещения. В интернете существует множество специальных таблиц и формул, облегчающих этот процесс.

Комплектация

Электрический котел — несложное в использовании устройство. Его основой является бак, в котором закреплены нагревательные детали. Аппарат управляется в автоматическом режиме. Отдельные модели могут быть укомплектованы дополнительно. Перед покупкой следует удостовериться в вероятности подключения вспомогательных устройств. Например, будет полезно подсоединить бойлер для подогрева воды.

Энергосбережение

Различные электрические котлы даже при похожих параметрах способны по-разному наматывать показатели счётчика. Считается, что дорогостоящие модели в конечном итоге значительно выгоднее за счет своего низкого потребления электричества.

Наиболее популярные фирмы

На рынке существует немало производителей электрокотлов. Некоторые их них смогли заслужить определенную репутацию и доверие клиентов

Повышенное внимание у потребителей вызывают следующие фирмы:

1. Kospel;
2. Buderus;
3. Protherm;
4. Vaillant.

Отечественные производители электрокотлов также смогли отличиться. Среди них: «ЗОТА», «РусНИТ» и ЭВАН.

Аргументы «против»

Несмотря на всю уникальность и универсальность, было бы неправильным считать индукционные котлы совершенным оборудованием, – некоторые недостатки все же имеются и у них.

Одним из главных минусов индукционных котлов считается их солидный вес и значительные габариты. И действительно, масса различных моделей устройства колеблется от 20 до 80 кг.

С другой стороны, после установки оборудования, вряд ли кого-то из потребителей будет волновать его масса – эксплуатация индукционных котлов не требует их передвижения. Более того, использование современных технологий позволило наладить выпуск моделей компактных размеров, предусматривающих возможность их монтажа на стену, и таким образом, способствуя значительной экономии места для установки.

Второй, и достаточно серьезный недостаток индукционных котлов, – высокая стоимость. Это факт – среди альтернативных современных устройств электрического отопления, индукционное оборудование находится в списке самых дорогих.

Тем не менее, существует и другая сторона медали. Тогда как покупка индукционного котла чревата пусть высоким, но единоразовымфинансовым вложением, приобретение некоторых других видов отопительных устройств требует немало трат и усилий. К примеру, таких, как получение соответствующего разрешения на его установку и прокладку коммуникаций, а также, монтаж и ежегодное сервисное обслуживание.

Кроме того, в списке недостатков индукционных котлов числится их способность создавать волновые помехи. И хотя радиус действия таких помех составляет всего несколько метров, однако этот фактор может иметь большое значение для сохранения хорошего самочувствия у людей, склонных к восприятию магнитных волн. В подобных случаях, проблема решается, если индукционное оборудование установить в отдельном помещении.

Принцип работы

Нагревательные устройства для систем отопления, подключаемые к электрической сети, подразделяются на 2 категории по принципу действия:

• с трубчатым электрическим нагревателем (ТЭН);
• с электродным блоком.

ТЭНовый котел

В стандартном оборудовании для повышения температуры жидкости используется нагревательный элемент.

Узел представляет собой медную трубку, в которой установлена спираль. Для повышения эффективности работы и ускорения прогрева в конструкцию электрокотла вводятся несколько элементов. На внешней части нагревательного блока находятся контакты для подключения фазового и нулевого проводов.

Прогрев спирали происходит за счет прохождения тока в соответствии с законом Джоуля-Ленца.

Преимущества оборудования:

1. Отсутствие контакта деталей, находящихся под напряжением, с рабочей жидкостью. Конструкция отличается высокой электробезопасностью, отсутствие токов утечки позволяет ввести в цепь питания защитный блок УЗО.
2. Мощность оборудования постоянна, параметр не зависит от температуры и химического состава жидкости. Мощность меняется только в результате колебаний напряжения в сети.
3. Конструкция нагревателя допускает плавное или ступенчатое изменение мощности, что устраняет резкий скачок напряжения в сети в момент включения или отключения оборудования.
4. Поломка ТЭНа не приводит к остановке установки, поскольку в конструкции предусмотрены дополнительные нагреватели.
5. Допускается эксплуатация оборудования при повышенной температуре жидкости. Степень перегрева определяется механической прочностью металлического резервуара и отходящих от нагревателя трубопроводов.

Электродное оборудование

В электродном оборудовании через рабочую жидкость пропускается электрический ток, в конструкции котлов предусмотрены металлические электроды, к которым подведена фаза. К корпусу установки подключается нулевой провод.

Преимущества оборудования:

1. В конструкции отсутствуют элементы, способные выйти из строя. Оседание накипи на поверхности бака или электродов приводит к снижению эффективности работы котла, но не срока его службы.
2. При отсутствии рабочей жидкости установка не перегревается, поскольку ток не проходит через воздушный зазор между электродами.
3. Электродные нагреватели отличаются уменьшенными габаритами и низкой стоимостью (разница со стандартными изделиями возрастает по мере увеличения мощности установок).

Умягчение воды и накипь

Третий момент – при плохой подготовке воды и большой нагрузке, на поверхности нагревательных элементов образуется накипь. В индукционных, накипь исключена.

Во-первых, той самой накипи, как многие ее себе представляют, исходя из примера с чайником, в системах отопления нет. Так как жидкость там не закипает.

А вот отложения, безусловно есть всегда и везде. Причем в любых системах – газовых, тэновых, дровяных, индукционных и т.д.

«накипь» в газовом котле

Это именно те примеси, которые по любому присутствуют в воде. Налейте в чистый стакан воды, дайте ей испариться и на стенках вы увидите тонкую пленку.

Поэтому наличие примеси или ее отсутствие – это не недостаток или преимущество, а данность любой системы отопления.

Лучшие котлы с однофазным/трехфазным питанием

Отопительное оборудование, которое можно работать как от однофазной так и трехфазной сети считается универсальным. Оно дороже, но устойчивы к перепадам напряжения, характеризуются долговечностью и высокой мощностью. Чтобы купить электрический котел с одно-трехфазным питанием, рекомендуем ознакомиться с лучшими моделями 2021 года.

1

Эван EXPERT 9

Одноконтурный ТЭН-котел от отечественного производителя.

Характеристики:

• Цена – от 45 237 руб.
• Оценка покупателей – 4.9
• КПД – 99.5
• Макс. тепловая мощность – 9 кВт
• Отапливаемая площадь – 90 кв. м

Отличается хорошими показателями мощности и КПД. Пригоден для отопления зданий, площадью менее 100 кв. м.

Прибор настенного типа, с электронным управлением. Циркуляционный насос и расширительный бак встроены в конструкцию. Из дополнительных функций стоит отметить датчик уличной температуры, с помощью которого котел регулирует обогрев внутри помещения. Номинальное давление теплоносителя в контуре достигает 2.9 бар, что позволяет равномерно отапливать помещения, удаленные от установки.

Объем расширительного бака Эван EXPERT 9 – 12 л

Достоинства:

• хорошие показатели мощности и КПД;
• объемный расширительный бак;
• экономичный расход электроэнергии;
• датчик уличной температуры;
• автоматическая диагностика и встроенный программатор.

Недостатки:

• вес установки – 41 кг;
• стоимость.

2

Protherm Скат RAY 9 KE

Экономный и производительный настенный котел для загородного дома.

Характеристики:

• Цена – от 38 431 руб.
• Оценка покупателей – 4.7
• КПД – 99.5%
• Макс. тепловая мощность – 9 кВт
• Отапливаемая площадь – 90 кв. м

Работает от трубчатого электронагревателя. Модель подключается к одному контору, однако этот минус компенсируется возможностью подключения к теплому полу.

Прибор от Протерм с расширительным баком на 8 л и циркуляционным насосом. Температура теплоносителя – от 25 до 85 градусов. Помимо самодиагностики, производитель предусмотрел защиту от перегрева. Для защиты установки от перебоев встроены предохранительный клапан и воздухоотводчик.

Protherm Скат RAY 9 KE оснащен антифризом для защиты от замерзания

Достоинства:

• производительность;
• множество дополнительных функций;
• экологичность;
• защита от перебоев, неблагоприятных факторов;
• электронное управление.

Недостатки:

• высокая стоимость;
• большой расход энергии;
• малая емкость расширительного бака в сравнении с другими моделями.

3

Одноконтурный тэновый котел для утепления небольших загородных домов.

Характеристики:

• Цена – от 16 950 руб.
• Оценка покупателей – 4.2
• КПД – 99%
• Макс. тепловая мощность – 6 кВт
• Отапливаемая площадь – 60 кв. м

Оснащен трехступенчатой регулировкой мощности для установки оптимального режима работы отопительной установки. Минимальная температура теплоносителя – 10 градусов. Максимальное давление – 3 бар, за счет чего теплоноситель равномерно распределяется по контуру и поддерживает температуру во всех отапливаемых помещениях.

В число дополнительных функция входит защита от замерзания, индикация включения, защита от перегрева. Предусмотрено подключение внешнего управления. Единственный недостаток прибора – мощность, однако этот недочет компенсируется доступной, в сравнении с другими моделями, ценой.

В Рэко 6П не встроен расширительный бак и циркуляционный насос

Достоинства:

• цена;
• относительно небольшие размеры;
• экономия энергии;
• жидкокристаллический дисплей;
• комфортное управление;
• возможность автоматической настройки;
• большое количество вспомогательных функций и настроек.

Недостатки:

• мощности хватает только на здания до 60 кв. м;
• сложный ремонт при неисправностях;
• нет расширительного бака и насоса.

Минусы обогрева электричеством

Основным недостатком использования электрических котлов для отопления частного дома является высокая вероятность отключения электроснабжения. Обычно это происходит во время стихийных бедствий и аварий на линии электропередач. Особенно часто такие неприятности возникают в зимнее время года, когда работа отопления не должна прерываться на длительный промежуток времени.

Учитывая большую потребляемую мощность такими устройствами, обеспечить резервное электроснабжение отопительной системы с помощью аккумуляторов, практически нереально. Решить проблему можно только подключением мощных генераторов, которые стоят дорого и потребляют большое количество бензина или дизельного топлива.

Если требуется подключить мощную отопительную установку, то, как правило, такие котлы питаются от трёхфазной электрической сети. Поэтому если в населённом пункте нет возможности подключить напряжение в 380 В, то для большого частного дома отопление с помощью электричества окажется недоступным.

Принцип работы

Что представляет собой такой аппарат? Это система лабиринтов из металлических труб, поверх которых размещают индукционный трансформатор. Его электромагнитное поле нагревает сердечник, тепло от которого передается воде.

Такому котлу не грозит появление накипи, а также в нем нет элементов, способных перегорать. Сердечник индукционного котла изготавливается из стали, толщиной около 7мм, что гарантирует его бесперебойную работу в течение, как минимум 30 лет.

Повышение температуры воды в рассматриваемом устройстве происходит за счет нагрева стального сердечника вихревыми токами. При подключении питания ток под высоким напряжением поступает на первичную обмотку котла, в результате чего возникает электромагнитное поле.

Оно вдавливает вихревые токи в поверхность сердечника, при этом их плотность возрастает, что приводит к нагреванию трубы сердечника, а, следовательно, и воды, циркулирующей в ней. На нагрев сердечника аппарату требуется всего лишь 7 минут.

В качестве теплоносителя в нем может применяться любое жидкое вещество. Если в данной роли выступает вода, то она благодаря электромагнитной обработке, приводит к уменьшению размеров частиц накипи и предотвращению их оседания на стенках узлов и труб. К тому же она способна очищать от солей и старую систему, которая эксплуатировалась еще до установки котла.

Снижение КПД электрокотла

Еще один аргумент при сравнении – индукционный котел в период эксплуатации не теряет своей первоначальной мощности. А вот у тэна из-за образования накипи, это происходит в порядке вещей.

Даже иногда приводятся расчеты, согласно которым, в течение всего одного года, мощность тэнового уменьшается на 15-20%. А значит, снижается и его КПД.

Давайте разберем это поподробнее.

Практически у любого электрического котла КПД превышает 98%. И даже котлы, работающие на токах сверхвысоких частот от 25кГц и выше, что могут для вас изменить? Добавить лишних полтора процента, но при этом подскочить в цене на 100%?!

Что касается отложений на элементе ТЭНа, то они действительно присутствуют.

В системах водоснабжения в бойлерах прямого нагрева, на рабочий элемент осаждается некая ”накипь”. Она на самом деле постепенно препятствует быстрому прогреву воды.

А что происходит там, где нет постоянной подпитки примесей? На ТЭНе может осесть небольшой слой отложений, однако:

этот слой не достаточно толстый

он никоим образом не препятствует передаче тепла

Для примера, пусть на чистой поверхности греющего элемента, теплообмен условно происходит при t=60 градусов. Как только эта поверхность загрязнится отложениями, теплообмен никуда не исчезнет, а начнет происходить при больших градусах, допустим 75-80С.А соответственно, свое изначальное КПД, котел никоим образом не теряет.

То есть фактически, и на чистом элементе нагрева и на грязном, происходит передача одинакового количества энергии, только при других температурах.

Особенности выбора

После принятия решения о покупке электрического котла, нужно разобраться с видами и техническими параметрами, которые отличают различные модели.

Технические характеристики отопительных электрических котлов ЭВП Stanless

Виды котлов

Электрические котлы бывают:

1. ТЭНовые.
2. Индукционные.
3. Электродные.

ТЭновые котлы – самые распространенные. Работают так же, как чайник. Передача тепла в комнату происходит за счёт перегона по трубам воды, прогретой ТЭНами котла. В разных моделях котлов может быть от 1 до 3 ТЭНов. Мощность, указанная для электрокотла – это суммарная мощность всех его ТЭНов. Воду в трубах гоняет циркуляционный насос.

На рынках, модели уже давно — работа отлажена, конструкция продумана.

ТЭновый котел отопления — схема

Индукционный котёл. У него есть трубка из диэлектрика, обмотанная проводом внутри которой расположен сердечник замкнутый сам на себя (сделанный из любого металла, к которому может прилипнуть магнит). Ток, проходя по катушке, создаёт электромагнитное поле и заставляет двигаться молекулы в сердечнике, разогревая его.

Индукционный котёл — очень надёжный прибор. Единственное, что может в нём поломаться – это электронный блок управления. Цена индукционных котлов выше, чем у других. Но заверения продавцов о новаторских технологиях и большой экономичности – основаны ни на чём и противоречат законам физики. Индукционные принципы были открыты М.Фарадеем почти 2 века назад и давно с успехом применялись в промышленности.

Индцукционный электрический котел

Электродные котлы греют за счёт того, что сквозь воду проходит ток. Проблема в том, что использовать можно только воду, которая может называться «питьевой» по ГОСТу.

Электроды в таких котлах со временем растворяются и требуют замены.

ТЭновые котлы не стоит подключать к проточной подаче воды – на ТЭНах образуется накипь, бороться с которой труднее, чем в чайнике. Поэтому лучше в системе использовать один и тот же теплоноситель. Присмотритесь так же к моделям, в которых есть фильтры.

Мощность

От габаритов помещения, которое предстоит отапливать, будет зависеть мощность агрегата.

Немаловажную роль будет играть качество утепления и теплопроводность стройматериалов, использованных при постройке дома.

Приблизительный расчёт для надёжно утеплённого дома с высотой потолков около 3 метров:

На 10м2 площади требуется 1 кВт электроэнергии.

Если дом расположен в районах с суровыми зимами, к получившимся показателям мощности, нужно добавить 10%.

Выбирайте агрегаты, в которых мощность можно регулировать с учётом погоды (термостат может быть встроен, а может подключаться отдельно). Тогда теоретические затраты на электричество на деле окажутся гораздо ниже.

Напряжение и кабель

В обоих случаях требуется подключаться через отдельный автомат на счётчике, который защитит сеть.

Прежде чем покупать мощные котлы оцените реальные возможности ваших электросетей.

Сечение кабеля должно быть тем больше, чем выше на него нагрузка и чем больше приборов одновременно будет работать в доме.

Например, медный провод 4мм2 при напряжении 220 v сможет питать котёл 8 кВт, а при напряжении 380 v– мощностью 19кВт. Медный провод сечением 6 мм2 при напряжении 220 v потянет 10 кВт мощности, а при напряжении 380 v — 26 кВт.

Производитель

Самые доступные, при этом хорошо себя показавшие в работе котлы, отечественных фирм – РусНит, Невский, Эван.

Дороже всех обойдутся немецкие агрегаты (Bosch). Они напичканы автоматикой и славятся надёжностью.

Котел отопления настенный Эван

Другие популярные производители:

• Eleko, Elbeva, Protherm (Словакия) — адаптированы под Российский климат;
• Dacon (Чехия) – около 30 котлов мощностью от 4 до 60кВт;
• Kospel (Польша).

Комплектация котла

Приобретая котёл, обратите внимание на сопутствующие приборы. Либо узнайте у продавца о возможности подключения этих приборов

Какие-то из них обязательны (например, циркуляционный насос для ТЭНовых котлов). Другие же устанавливаются по желанию, для удобства.

Обязательно должны быть:

• Циркуляционный насос;
• расширительный бак;
• программатор.

Дополнительно на некоторых моделях могут быть:

• Фильтры от накипи;
• термостат;
• терморегулятор;
• световые индикаторы режимов работы;
• дистанционное управление;
• каскадное включение ТЭНов;
• стабилизатор напряжения;
• лопастное реле потока;
• всевозможные датчики и контроллеры.

Стараясь как можно больше удешевить прибор, некоторые фирмы заменяют металлические детали пластиковыми, которые могут плавиться под действием высоких температур.

Виды индукционных котлов для отопления

Производителя выпускают два типа оборудования с подачей напряжения сети в 220 V это стандарт в 50 герц на первичную обмотку и с подачей напряжения через инвертор. Этот прибор отвечает за преобразование стандартного напряжения электросети в ток высокой частоты с показателем в 20 килогерц. Также инвертор гарантирует большую надежность, при этом электрокотел индукционный для отопления получает свойства экономичности, практичности, и оборудование с инвертором обладает компактными размерами.

Также различается индукционное отопление по материалам изготовления. В частности, котлы SAV оснащены стальными трубчатыми замкнутыми теплообменниками, а в вихревых котлах стоят теплообменники из материала с ферромагнитными сплавами.

Прежде чем начинать обустройство отопления, следует выбрать вид котла:

1. SAV – оборудование, не оснащенное инвертором, работает от сети электроснабжения на 50 герц (стандарт). В этом случае напряжение подается на индуктор. Прибор вторичной обмотки выглядит как сетка тонких труб из стали, такой теплообменник оперативно прогревается за счет токов Фуко. Подача теплоносителя в магистраль принудительная, работает циркуляционный насос, уже установленный в котел. Оборудование представлено двумя типами – с работой от напряжения в 220 V и 380 V.

1. ВИН. Этот тип вихревых котлов, для работы которых нужен инвертор. Оборудование стоит дороже, но при этом снижен вес и уменьшены размерные параметры. Теплообменник изготавливается из ферромагнитного сплава, магнитопровод и вторичная обмотка представляются как в виде теплообменника, так и корпуса самого котла. Комплектация дополнена блоком автоматического управления, насосным оборудованием приточного и циркуляционного типа.

Устройство и основные элементы котла

Если знакома схема индукционной плиты, то с устройством котла пользователь разберется без особых проблем.

Оборудование представляет собой набор основных и вспомогательных элементов:

• Индуктор. Это деталь типа трансформатора с парой обмоток, из которых первая дополняет сердечник, что объясняет возникновение электромагнитного поля для выделения вихревых потоков. Вторичная обмотка – корпус котла, который принимает токи и затем передает тепловую энергию теплоносителю.
• Нагревательный элемент. Деталь выглядит как труба увеличенного диаметра или несколько меньших по размеру труб и является сердечником катушки. Если нагреватель представлен множеством тонких трубок, то они параллельно соединяются между собой.
• Выходные патрубки. Детали применяются для соединения с магистралью отопления. Один патрубок нужен для подключения к тепловой сети прямого тока, второй – для обратки.
• Инвертор. Агрегат для преобразования постоянного электрического тока в высокочастотный.

Индукционный котел производства ВИН

Индукционные котлы выпуска 2020 года достойно представляют вихревые индукционные (ВИН) нагреватели, производимые , которые не имеют аналогов среди российских отопительных котлов.

Описывая индукционные котлы, производители сравнивают их нагревательный элемент, представляющий собой двухконтурную конструкцию, с трансформатором, который он напоминает. Основной контур обогревателя, первичный, это собственно магнитная система. Дополнительный (вторичный) контур является собственно тепловыделяющим блоком.

Описывая данный индукционный котёл отопления, характеристики, приведённые ниже, бесспорно можно рассматривать в качестве его достоинств:

1. Принципиальный отказ от любых нагревательных элементов, что резко повышает надёжность конструкции;
2. Отсутствие каких-либо разъёмных элементов в конструкции котла, что в принципе исключает возникновение таких неисправностей, как течь;
3. При работе котла не образуется накипь;
4. Устройство практически на 100% безопасно в пожарном отношении и обладает электробезопасностью, близкой к абсолютной;
5. Котлы могут выпускаться с расчётом на рабочие температуры теплоносителя до +300 градусов и рабочие давления ≥ 10 атм, что значительно расширяет возможные области применения устройства;
6. Котёл рассчитан на работу с тепловыми носителями любых типов.

Принцип работы котла, приводящий к нагреву теплоносителя, заключается в следующем. Первичный контур создаёт магнитное поле, под действием которого в металле вторичного контура возникают токи Фуко, которые приводят к разогреву последнего. Именно это тепло и воспринимается циркулирующим сквозь вторичный контур теплоносителем.

Преимущества электрокотла для отопления частных домов

Продавцы котельного оснащения только и говорят о преимуществах индукционных устройств. Большая половина из них говорит правду. Например, продавцы утверждают, что индукционные системы экономят до 40% электричества в сравнении с устройствами на ТЭНе. Это немного преувеличенный факт. Дело в том, что оба вида котельного оборудования потребляют одинаковый объем электроэнергии. Но индукционные модели нагревают источник тепла быстрее, чем ТЭНовые.

Если вовремя отключать оборудование при достаточном нагреве помещения, то удастся сэкономить на электричестве. При этом лучше оборудовать систему автоматической системой и блоком управления. КПД индукционного котла высокий 98%. Но такие котлы стоят дороже, чем ТЭНовые. Автоматика и блок управления, специальный сплав корпуса и обмотка – лишь увеличивают стоимость системы. Как и другие системы отопления, индукционные модели имеют преимущества и минусы, среди которых можно выделить:

• стабильность и высокая надежность, однако, в системе всегда должна быть жидкость;
• возможность использования любого типа источника тепла;
• нет необходимости в замене каких-либо деталей системы;
• отсутствие накипи, благодаря постоянной вибрации высоких частот;
• длительный срок эксплуатации до 35 лет;
• экономия ресурсов до 30%, благодаря высокой скорости обогрева;
• монолитный корпус из ферросплава предотвращает возможность утечки;
• нет необходимости в дополнительного помещении и установке вентиляции;
• небольшие размеры;
• никакого шума на момент работы;
• отсутствие потребности в сервисном обслуживании;
• источник тепла нагревается быстро в течение 5 минут с момента включения;
• автономная система работа;
• легкая установка.

Минусом этой системы является большая масса при небольших размерах – 40 кг, а также высокая цена. Более того, для частных домов в 2-3 этажа потребуется монтаж дополнительного циркуляционного насоса большей производительности.