Котел вихревой индукционный – Индукционный котел отопления. Внутреннее устройство и принцип работы. Преимущества и недостатки. Обзор вихревого индукционного котла (ВИН) и котла SAV (PROF, SPEC, SPEC+)

устройство, принцип работы и монтаж

Отопление помещения является наиболее важным вопросом для каждого обывателя. При постройке дома, его ремонте, обновления труб важно определить для себя – чем именно будет отапливаться помещение. Если у вас нет проблем с подачей газа и вы живете в черте города, то обыкновенный газовый котел будет оптимальным решением. А что делать, если ваш дом находится вне линий подачи газа, перебои с покупкой баллонов – чем тогда греться в холодную пору? В этом случае вы можете обратить внимание на электрический индукционный котел.

Если нет возможности установить газовое отопление, попробуйте индукционной

Разнообразие нагревателей. Из чего выбрать?

Существует два основных типа данных устройств:

1. Однофазные
2. Трехфазные

Существенным различием между ними является то, что первые предназначены для работы в сети в 220В, вторые – 380В.

Как ни странно, но самые надежные котлы изготавливают в странах бывшего СНГ. Наиболее распространенными являются – ТЭНовые нагреватели, индукционные нагреватели и ионные нагреватели. Каждый из них может крепиться как пол, так и стенам за счет легкости (котлы индукционные нового поколения достигают 30 – 40 килограмм).

Вы также можете подключить систему нагрева водоснабжения, для подачи горячей воды ванную и кухню.

Обычная система отопления, за исключением котла

Практически к каждой индукционной модели, можно приспособить специальный насос, который подарит возможность проводить отопление в двух,- трехэтажных домах. Но для этого необходимо потратить много усилий для утепления стен, иначе работа вихревых индукционных котлов будет проводиться в пустую. В данном случае необходимо приобретение более «сильных» моделей, а они в свою очередь дороже стоят.

Для покупки данной системы отопления, вам необходимо знать площадь помещения, возможную продуваемость и общую теплоизоляцию. Данные знания помогут вам при приобретении индукционной системы. Также не забывайте про расчет габаритов, и выбор места для установки.

Что собой представляют индукционные устройства?

Индукционные котлы состоит из трех слоев:

1. Наружный слой, который изготовлен из металла
2. Изоляционный средний слой (одновременно используется изоляция тепла и света)
3. Внутренний слой или «сердечник». Представляет собой ферримагнитные трубы, которые изготовленные из стали. Толщина каждой трубы приравнивается десяти миллиметрам. Данные трубы «вставлены» друг в друга и имеют тороидальную обмотку.

Устройство отопительного котла

Все эти показатели необходимы для увеличения работоспособности самого котла, уменьшения его габаритных размеров, что делает его пригодным для использования в жилых помещениях.

Для работы котла необходимы жидкости, а именно – любой теплоноситель, вода или антифриз. Схема работы устройства следующая. Любая, из выше перечисленных жидкостей поступает во внутреннюю часть устройства. В «сердечнике» вода нагревается, нагревая и выделяя до 98 – 99 % тепла. Этому процессу способствует тороидальная обмотка во внутреннем слое. Через нее проходит основной ток, проходит через все конструкции, а затее направляется по трубам к отопительным секциям. Для данной процедуры необходимо время от 5 до 10 минут.

Два наружных слоя, защищают от протекания жидкости и различных проблем типа «электро».

Принцип работы основан на нагреве теплоносителя

Преимущество под

устройство, принцип работы и монтаж

Современная тенденция внедрения экологичных и энергосберегающих технологий не обошла стороной и системы для отопления помещений. На смену привычным трубчатым электронагревателям (ТЭН) приходят вихревые индукционные нагреватели (ВИН), отличающиеся от них как по принципу действия, так и по эффективности.

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-10

Качество 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.

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.

Варианты комплектации

Практически все производители предлагают индукционные котлы в диапазоне мощностей от 3 до 80 кВт в двух типах комплектаций:

1. стандартная. Включает в себя оборудование для управления котлом (шкаф размерами 20х40 см и выносной пульт, обеспечивающий возможность бесконтактного контроля) и температурный датчик.
2. 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.

Как правило, цена расширенной комплектации выше на 10-20%.

Область применения

Индукционные котлы могут эксплуатироваться в помещениях с температурой от +5 до +40°C, при этом агрессивное воздействие условий или опасность взрыва должны быть исключены. Основные предназначения ВИН:

• снабжение горячей водой для использования в бытовых и в технических целях;
• обогрев помещений: частных жилых домов, гаражей, служебных и производственных помещений, складов;
• мобильный резервный источник водоснабжения, используемый аварийными службами.

Вихревой индукционный нагреватель особенно выгоден для отапливания отдельно стоящих помещений: павильонов и т.д., поскольку в этом случае проведение газа или монтаж капитальной системы отопления требуют серьёзных затрат, хотя и не являются целесообразными.

Котел следует подбирать согласно размерам помещения, в котором он будет установлен. 1 кВт мощности эквивалентен тепловой производительности в 850 Ккал/час, что является достаточным для обогрева помещения в 10 м

2. Цифровое обозначение мощности в наименовании комплектации (например, ВИН-7) необходимо умножить на 10, чтобы узнать приблизительную площадь помещения, которую такой котел способен отопить.

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.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ВИН

Теоретическая основа: Основа и принцип работы Вихревого индукционного нагревателя «ВИН»

Принцип действия «ВИН» — это электромагнитное устройство для нагрева теплообменного устройства виде трубы. Конструктивно нагреватель состоит из магнитопровода, первичных катушек и теплообменного устройства в виде цилиндрической трубы. Параметры катушки, сердечника и теплообменного устройства рассчитаны таким образом, что обеспечивают работу аппарата в длительном режиме без перегрева. Срок службы нагревателя определяется сроком службы изоляции обмоточного провода катушки и качеством сварных швов теплообменного устройства.
Эффект прост: вокруг любой катушки, по которой протекает переменный ток, образуется переменное магнитное поле. Если в это поле поместить электропроводящий материал, то в нем возникают индукционные токи (токи Фуко), которые разогревают этот материал. Во-вторых, если материал ферромагнитный, то его постоянное перемагничивание приводит так же к существенному нагреву. Конструктивные размеры, форма индуктора и труб подобраны таким образом, что энергия, выделяемая в трубах вокруг индуктора за счет образовавшихся вихревых токов и энергия от перемагничивания этих труб приблизительно равны. Это делает импеданс индуктора котла практически активным, повышая косинус фи.

Создание: «ВИН» — Вихревого индукционного нагревателя 
Разработанные нашим предприятием ООО «Альтернативная энергия» Вихревые индукционные нагреватели «ВИН» работают на токах промышленной частоты (50 Гц), и предназначены для эффективного отопления и горячего водоснабжения для бытовых и технологических нужд. Благодаря своим техническим и потребительским качествам удовлетворяет современным требованиям электропожаробезопасности, санитарно – гигиеническим и экологическим нормам. В отличие от энергии сжигания сырья не загрязняют воздух, отсутствует необходимость складирования, хранения топлива, утилизации отходов, и выплат заработной платы обслуживающему персоналу. При выборе газового котла в качестве отопительной установки от Вас потребуют проект разрешение на строительство, массу согласований в местной газовой службе, аттестацию в органах Ростехнадзора, очень большие первоначальные затраты.
Создание Вихревого индукционного нагревателя «ВИН», позволило расширить границы и область применения электронагревателя как в производственных целях так и на бытовом уровне, увеличить срок службы оборудования, исключить необходимость ежегодного межсезонного и профилактического обслуживания оборудования. 
Предлагаемые Вихревые индукционные нагреватели («ВИН») не требуют дополнительных средств автоматики и средств защиты, системы вентиляции. За счет небольших габаритов, позволяют более эффективно использовать пространство помещений. Оборудование отличается простотой монтажа и запуска, обслуживания, компактностью и исключительной надежностью.
Вариант использования индукционного нагревателя «ВИН» в мобильных установках при аварийных ситуациях для «МЧС», «ЖКХ», в качестве резервной временной системы горячего водоснабжения и отопления позволит качественно и быстро, с минимальными затратами, решить аварийную ситуацию.
Вихревые индукционные нагреватели «ВИН» относятся к классу оборудования с группой электробезопасности «2» (сопротивление изоляции 0,1 Ома) – соответствуют современным требованиям по электробезопасности, для размещения и эксплуатации внутри жилых зданий и помещений. 
Температура разогрева спирали ТЭНа — 750°C, что характеризует его пожароопасность. Ресурс ТЭНовых нагревателей около 9000 часов, а при повышенной жесткости воды и отложении накипи на ТЭНах толщиной 0,5 мм, срок службы ТЭНов сокращается в 10 раз, и как следствие снижается КПД до 40-50%.
В отопительных и водонагревательных индукционных котлах типа «ВИН» при нагреве воды до 115°C –температура индуктора не превышает 140°C. Кроме того, переменное магнитное поле индуктора не дает катионам кальция и магния (накипеобразующие элементы) осесть на поверхностную площадь теплообменника индуктора. Исходя из вышеперечисленного, Вихревой индукционный нагреватель «ВИН» за весь период работы не снижает свой КПД, и достигает 98%. В качестве теплоносителя может использоваться любая жидкость; вода, антифриз, масло, глицерин и т.д. Время замены теплоносителя 1 раз в 10 лет. При изготовлении «ВИН» используются только самые высококачественные материалы и комплектующие. Наше качество и 100% гарантии. Ресурс работы такого индукционного электронагревателя «ВИН» составляет свыше 30 лет.

Автоматическое управление индукционными котлами «ВИН»
• каждая индукционная установка «ВИН» снабжена автоматической системой управления, контролирующей работу нагревателя.
• не требуют высококвалифицированного персонала для монтажа и обслуживания;
• нет необходимости в межсезонных и профилактических ремонтов;
• отсутствие шума;
• возможность непосредственного подсоединения к существующей системе отопления и горячего водоснабжения;
• полная автономность и независимость в получении тепла и горячей воды.
• конструкция «ВИН» запатентована и сертифицирована, что гарантирует уникальность его конструкции с высокими потребительскими характеристиками.

Эти преимущества — основа и залог успеха продукции компании ООО «Альтернативная энергия». Мы всегда на десять шагов впереди конкурентов и предоставляем нашим заказчикам наилучшую продукцию. Надеемся увидеть Вас в числе наших лучших клиентов!

Делаем индукционный котел своими руками: рекомендации по изготовлению

Устройство индукционного котла отопления

Вихревые индукционные котлы отопления — хорошее решение для обеспечения энергоэффективности дома, достижения тепла, комфорта и уюта. При наличии некоторого опыта можно сделать индукционный котел своими руками, сэкономив на приобретении дорогостоящей конструкции. При этом самодельный агрегат ничуть не будет уступать по своим техническим параметрам изделиям, представленным на рынке ведущими производителями.

Устройство котла

Прежде чем устанавливать котел, следует знать, что он потребует практически полной перестройки всей системы отопления в доме. Это касается как самодельных конструкций, так и покупных моделей. Агрегат работает по принципу электрического индуктора с первичной и вторичной обмотками.

В первичном контуре происходит преобразование электроэнергии в вихревые токи, создающие магнитное поле. Поле направляется на вторичную обмотку, являющуюся основным нагревательным элементом прибора. Здесь вырабатывается тепловая энергия, нагревающая теплоноситель.

Корпус включает в себя несколько компонентов:

• сердечник
• внешний контур
• электро- и теплоизоляцию

Как правило, корпус покупного агрегата имеет цилиндрическую обмотку, в то время как в самодельных конструкциях она тороидальная.

Принципиальная схема

Индукционные котлы характеризуются высоким КПД — до 97%, что и обеспечивает экономичность их эксплуатации. От традиционных агрегатов индукционные системы отличают следующие характеристики:

• Нагревание теплоносителя происходит в них дважды.
• Более короткий промежуток времени, необходимый для прогрева системы отопления.
• Защита от накипи на стенках котла и трубопроводов благодаря магнитной индукции.
• Простота эксплуатации и отсутствие сложного технического обслуживания.

Самодельные варианты

Составляющие элементы

Существует несколько вариантов конструкций, которые легко создать своими руками. В основе первого варианта лежит система из пластиковых труб и высокочастотный инвертор. Последний придется приобрести отдельно. Желательно, чтобы модель обладала функцией плавной регулировки тока. Минимальный показатель мощности — 15 ампер, но для качественного обогрева лучше выбирать более мощные варианты.

Нагреваемый элемент можно собрать из стальной катанки или проволоки диаметром 7 мм. Корпус индукционной катушки одновременно выполняет функцию части трубопровода и может изготавливаться из пластиковых толстостенных труб с внутренним диаметром около 50 мм.

К корпусу прикрепляются два патрубка. По одному из них к котлу подается холодный теплоноситель, а по другому отдается нагретая вода. Внутренняя часть корпуса полностью заполняется нагреваемым элементом. Торцы можно закрыть кусками стальной сетки.

Устройство в доме

Для того чтобы сделать индукционную катушку, пластиковую трубу тщательно обматывают медным проводом. После этого самодельное устройство монтируется в трубопровод. С этой целью просто вырезается кусок трубы, на место которого и будет вставлена катушка. Прежде чем подключать устройство, в систему необходимо залить теплоноситель — иначе корпус просто расплавится.

Еще один простой вариант, который легко сделать своими руками — это агрегат с трехфазным трансформатором. Две трубы свариваются между собой в форме кольца. Эта конструкция будет выполнять функцию нагревателя. На корпус наматывается обмотка. Подача и отвод теплоносителя, как и в предыдущем варианте, обеспечивается двумя патрубками. Всю конструкцию можно поместить в теплоизолирующий кожух, чтобы минимизировать потери тепла во время эксплуатации оборудования.

Индукционный котел обязательно должен быть заземлен. Устанавливать его можно только в закрытые сети отопления с принудительной циркуляцией. Он подходит для монтажа в системы с любым видом труб, включая пластиковые. При установке агрегата необходимо соблюдать расстояние не менее 30 см между котлом и стенами. От пола и потолка это расстояние должно быть не менее 80 см. Даже созданный своими руками индукционный котел можно оснастить дополнительной группой безопасности и автоматикой. Эта работа сложнее, но она обеспечит стабильное функционирование всей системы.

Промышленный или самодельный?

Модель Spec SAV-50

Рынок отопительного оборудования позволяет подобрать любую подходящую модель. Промышленные агрегаты могут существенно различаться между собой и по техническим параметрам, и по цене. Поскольку собрать такой котел своими руками очень просто, неизбежно возникает вопрос — стоит ли тратить средства на покупной прибор?

Обратите внимание! Покупать готовый котел стоит в том случае, если нет навыков, необходимых для работы. Несмотря на то, что собрать агрегат очень просто, ошибка может обойтись дополнительными затратами.

Еще одна ситуация, когда лучше отдать предпочтение покупным моделям — это необходимость обогрева большого помещения. Мощность котла рассчитывается исходя из соотношения 60 Вт на 1 кв. метр. А сделать самодельный агрегат высокомощным довольно сложно.

Когда целесообразнее самостоятельное изготовление?

Подключенная система

Делать котел своими руками целесообразно для домов с сезонным проживанием. Как правило, в таких зданиях устанавливается оборудование невысокой мощности, и нет нужды тратить огромные средства на покупку готовой модели. Затраты на изготовление прибора своими руками при этом минимальны.

Даже к самодельному агрегату легко подобрать дополнительные блоки автоматики, позволяющие устанавливать необходимые температурные параметры. Такое устройство позволит не просто задать нужные показатели на продолжительный срок, но и обеспечит удаленное управление всей системой отопления.

Заключение

Подведем итоги. Сделать своими руками не только простейший, но и более функциональный индукционный котел под силу любому домашнему мастеру. Затраты на изготовление такой конструкции минимальны, а эффективность по сравнению с другими видами отопительного оборудования огромна. Нет желания и возможности сделать такую работу? Всегда можно без труда подобрать подходящую модель на рынке.

Индукционный котел «ВИН» 3 кВт

Типовая схема подключения индукционного нагревателя «ВИН»

   (Типовая схема подключения)  1.Насос циркуляционный, 2. Радиаторы отопления, 3.ВИН, 4.Мембранный бак, 5.Шкаф управления, 6.Шаровые краны, 7. Датчик температуры, 8. Датчик аварийного выключения, 9. Заземление, 11. Группа безопасности, 12. Датчик потоков.   (Данное оборудование не входит в комплектацию ВИН).

Возможные схемы подключения «ВИН»

 Подключения двух «ВИН» 

1) Циркуляционный насос
2) Радиаторы отопления
3) ВИН
4) Мембранный бак
5) Пульт управления
6) Шаровый кран 
7) Датчик температуры
8) Термометр сопротивления 
9) Заземление
11) Группа безопасности
12) датчик потоков

Система отопления + теплый пол 

1) Циркуляционный насос
2) Радиаторы отопления
3) ВИН
4) Мембранный бак
5) Пульт управления
6) Шаровый кран 
7) Датчик температуры
8) Термометр сопротивления 
9) Заземление
11) Группа безопасности
12) датчик потоков

Классическая система отопления 

1) Циркуляционный насос
2) Радиаторы отопления
3) ВИН
4) Мембранный бак
5) Пульт управления
6) Шаровый кран 
7) Датчик температуры
8) Термометр сопротивления 
9) Заземление
11) Группа безопасности
12) датчик потоков
 
Резерв для любой существующей системы отопления 

1) Циркуляционный насос
2) Радиаторы отопления
3) ВИН
4) Мембранный бак
5) Пульт управления
6) Шаровый кран 
7) Датчик температуры
8) Термометр сопротивления 
9) Заземление
10) газовый котел, ТЭН, дрова, уголь
11) Группа безопасности
12) датчик потоков