Индукционный котел отопления: принцип работы, достоинства и недостатки

Электрические индукционные котлы отопления позиционируются как очень экономичные средства обогрева жилья. В этой статье мы попытаемся трезво оценить эти устройства: расход электричества, удобство использования и прочие особенности решения.

На фото - герой нашей статьи.

На фото — герой нашей статьи.

Что это такое

Индукционный отопительный котел, как вполне логично следует из названия, использует принцип электромагнитной индукции. Если намотать из толстой проволоки катушку и пропустить через нее достаточно большой ток — в ней и, отчасти, вокруг нее возникнет электромагнитное поле.

Если поместить в катушку сердечник из любого ферромагнетика (говоря попросту — металла, к которому липнет магнит) — в нем возникнут вихревые токи, которые неизбежно заставят частицы металла двигаться быстрее. Нагреют.

А теперь давайте намотаем катушку на трубу из диэлектрика, а внутри любым способом закрепим стальной сердечник. Осталось вставить получившуюся конструкцию в контур отопления — вот, собственно, и готов, сделанный своими руками индукционный электрический котел отопления.

Принцип работы прост и понятен:

  • Потребляемая электроэнергия преобразуется в электромагнитное поле.
  • Его энергия тратится на нагрев сердечника.
  • Сердечник отдает избыточное тепло теплоносителю — воде, маслу или этиленгликолю.
  • Быстрый и сильный нагрев воды или другой жидкости в определенной области порождает в ней конвекционные потоки. Нагревшийся теплоноситель расширяется и стремится вверх. Создающийся перепад достаточен для работы контура умеренной протяженности; если нужно ускорить циркуляцию теплоносителя — используется обычный циркуляционный насос отопления.
Как видите, принципиальная схема устройства очень проста.

Как видите, принципиальная схема устройства очень проста.

Обратите внимание: конструкция позиционируется как инновационное сверхэкономичное решение, позволяющее расходовать на 20-30 процентов меньше электроэнергии.

Мифы и реальность

Любой продавец заинтересован в продаже своего товара и ради того, чтобы его покупали, вполне способен исказить факты. Давайте проанализируем все основные тезисы, упоминающиеся в рекламе этого типа нагревательных устройств.

Новизна

Тезис: перед нами инновационная разработка, основанная на новом физическом принципе.

Реальность:

  • Явление индукции было открыто Майклом Фарадеем почти два века назад — в 1831 году.
  • В металлургии индукционные плавильные печи массово применяются со второй половины 20-го века.
  • Ни новые материалы, ни какие-то высокие технологии при изготовлении индукционных котов не применяются.

Вывод: давно известный принцип работы используется лишь для того, чтобы создать и занять новую рыночную нишу.

Сэр Майкл Фарадей оспаривает новизну принципа.

Сэр Майкл Фарадей оспаривает новизну принципа.

Экономичность

Тезис: индукционные котлы для отопления дома позволяют экономить электричество, потребляя при той же теплоотдаче на 20-30 процентов меньше аналогов.

Реальность:

  • Любой электрический прибор прямого нагрева, не совершающий механической работы (то есть не перемещающий никакой массы против вектора гравитации), преобразует 100% потребляемой электрической мощности в мощность тепловую.
    КПД может различаться лишь за счет рассеивания тепла вокруг котла вместо нагрева теплоносителя.

Заметьте: если котел размещен в отапливаемом помещении — это тепло не теряется, а опять-таки идет на подогрев воздуха.

  • Эффективность нагрева теплоносителя определяется температурой нагревательного элемента. В случае ТЭНа ее приходится искусственно ограничивать; монолитный сердечник может разогреваться почти до точки плавления.
    В рекламных заявлениях часто приводятся результаты эксперимента, в котором индукционный котел нагрел фиксированный объем теплоносителя до определенной температуры за 3 часа, в то время как ТЭНовому на это понадобилось шесть. При этом затраты электроэнергии были незначительно меньше, нежели у индукционного.
    Авторы эксперимента демонстративно игнорируют тот факт, что за 6 часов любой контур отопления рассеет намного больше тепла, чем за 3. Законы физики просты: чтобы получить киловатт-час тепловой энергии методом прямого нагрева с помощью электричества, нужно потратить киловатт-час электроэнергии. Точка.
  • Большое количество тепла неизбежно будет выделяться на самой индуктивной катушке — просто потому, что она представляет собой проводник с ненулевым сопротивлением и текущим в нем большим током.
    Нецелевое рассеивание тепла будет определяться качеством внешней теплоизоляции котла. Впрочем, если он расположен в доме — опять-таки тепло пойдет на его обогрев.

Выводы: мы имеем дело с манипулированием информацией ради подъема продаж.

Если верить маркетологам, можно предположить, что внутри индукционного котла спрятан вечный двигатель.

Если верить маркетологам, можно предположить, что внутри индукционного котла спрятан вечный двигатель.

Долговечность

Тезис: срок безотказной службы устройства превышает 25 лет. Оно крайне надежно по сравнению с традиционными отопителями и не нуждается в обслуживании.

Реальность:

  • Котлы этого типа не содержат ни одной подвижной детали. Механический износ отсутствует как класс.
  • Медная обмотка достаточной толщины при должном охлаждении теплоносителем будет служить неограниченно долго. Межвитковый пробой из-за плохой изоляции ей тоже не грозит: катушка наматывается не виток к витку, а с небольшими промежутками между ними.
  • Сердечник при нагреве неизбежно будет подвергаться эрозии водой и пузырьками пара, постепенно разрушаясь. Однако при его достаточной толщине это очень долго не станет проблемой.
  • Схема управления котлом должна содержать несколько довольно мощных транзисторов (ей придется управлять большими токами).
    Срок службы полупроводников редко превышает 10 лет; впрочем, он в большой степени определяется тонкостью техпроцесса.

Грубо говоря, транзисторы, произведенные 30 лет назад, живут в несколько раз дольше нынешних. Здесь все зависит от примененной элементной базы.

Выводы: отопительные индукционные котлы вполне могут быть куда более долговечными по сравнению, как с традиционными ТЭНовыми устройствами с их ограниченным сроком службы нагревательных элементов, так и с электродными, в которых анод неизбежно растворяется в воде за несколько лет.

В самом деле, чему ломаться в столь простом устройстве?

В самом деле, чему ломаться в столь простом устройстве?

Неизменность характеристик

Тезис: для традиционных котлов характерно падение мощности благодаря накипи на нагревательных элементах. Здесь же характеристики неизменны.

Реальность:

  • Реклама несколько переоценивает вред от накипи. В замкнутом контуре большому количеству известковых отложений неоткуда взяться; да и теплопроводность слоя отложений не настолько низка, чтобы серьезно теплоизолировать ТЭН.
  • Применительно к сердечнику индукционного котла, однако, утверждение представляет собой чистую правду: накипь на нем практически не образуется даже в том случае, если вода богата известью.

Вихревые токи заставляют сердечник вибрировать, да и вскипающие у его поверхности мельчайшие пузырьки воды (при максимальной мощности, разумеется) разрушают любую накипь.

Выводы: в данном случае реклама говорит полуправду. Достоинства предлагаемого решения не преувеличиваются; зато переоцениваются недостатки конкурирующей технологии.

Эта каноническая фотография ТЭНа после нескольких лет эксплуатации - явное преувеличение проблемы.

Эта каноническая фотография ТЭНа после нескольких лет эксплуатации — явное преувеличение проблемы.

Бесшумность

Тезис: устройство работает абсолютно бесшумно, выгодно отличаясь этим от альтернатив.

Реальность:

  • Электрический котел отопления любого типа не издает при своей работе громких звуков. Просто в силу своего устройства: нагрев воды не требует никаких акустических колебаний.
  • Бесшумным индукционный нагреватель будет лишь в том случае, если для циркуляции воды используется порождаемая им конвекция. С другой стороны, ТЭНовые котлы всегда снабжаются насосами, которые вовсе не беззвучны.
  • Если в контуре с нагревателем интересного нам типа большое гидравлическое сопротивление вынуждает применить насос — уровень шума будет таким же, как у ТЭНового котла.

Выводы: рекламное заявление правдиво только при специфичных условиях. Они выполняются далеко не всегда.

Компактность

Тезис:  индукционные отопительные котлы имеют небольшие размеры, благодаря которым могут монтироваться в любом помещении.

Реальность: при разумной мощности это действительно так. Устройству не нужна сколь-нибудь большая емкость, в которой нагревательные элементы греют теплоноситель: он представляет собой всего лишь отрезок трубы с намотанной на него катушкой.

Нюанс: в ТЭНовых электрических котлах существенную часть объема корпуса занимают циркуляционный насос и расширительный бак.

Выводы: в целом заявление абсолютно правдиво.

Иногда размер имеет значение.

Иногда размер имеет значение.

Безопасность

Тезис: устройство абсолютно безопасно.

Реальность: при утечке теплоносителя сердечник, оставшийся без охлаждения, расплавит крепление и корпус в считанные секунды. Положиться можно только на автоматическое отключение при перегреве или датчик давления.

Выводы: в плане безопасности эксплуатации конструкция ничем не отличается от конкурирующих решений.

Общая оценка

Перед нами удобное и компактное устройство для обогрева без каких-либо конструктивных недостатков. Цена котла этого типа примерно вдвое превышает стоимость ТЭНового нагревателя. При этом ни реальной экономии, ни каких-либо других чудес ждать от него не приходится.

Инструкция по монтажу вполне стандартна:

  • В контуре должен присутствовать расширительный бачок;
  • Для приборов мощностью от 7 КВт нужны 380 вольт;
  • В системе с естественной циркуляцией котел монтируется строго вертикально;
  • Для приборов большой мощности или в контуре с высоким гидравлическим сопротивлением обязательна установка циркуляционного насоса в систему отопления.
Для увеличения тепловой мощности несколько котлов могут объединяться в каскад.

Для увеличения тепловой мощности несколько котлов могут объединяться в каскад.

Как обычно, некоторое количество дополнительной информации об индукционных нагревателях вы найдете в видео в конце статьи. Теплых зим!



Поделиться
Советуем прочитать
Сколько потребляет электрический котел отопления в месяц: 2 схемы расчета Выбор и установка электрокотла для отопления частного дома: тип, обвязка, правила монтажа Электрические котлы отопления: разбираемся в нюансах

Как выполнить монтаж отопления в квартире или частном доме

получите бесплатный пошаговый видео-курс

+ бонусные уроки:

  • Выбор радиатора отопления
  • Где установить радиатор отопления
  • Котел отопления
  • Расчет отопления частного дома
  • Выбор труб для отопления

... и еще несколько сюрпризов:)


Подписывайся на наши новости Вконтакте!




2013, Otoplenie-Gid.ru
Ваш гид по отоплению своими руками
Карта сайта
Реклама на сайте
Связь с администрацией: info@Otoplenie-Gid.ru

Please leave this field empty.

Задайте вопрос эксперту

Обязательно приложите ФОТОГРАФИЮ проблемы! Чем яснее проблема - тем проще ответить эксперту









Удалить

Удалить

Удалить

Удалить

Добавить файл

Ответ эксперта придет вам на почту. Обычно время ответа от 30 минут до 2 суток

Top