Индукционный водонагреватель

Для увеличения комфортности и  поддержания высокого уровня жизни людей, ежегодно ассортимент электронагревательных установок пополняется новыми моделями устройств. Однако,использованиетакого оборудования не всегда экономически оправдано по причине высокого энергопотребления.

Решить данную проблему поможет применение индукционного водонагревателя, который обеспечит наличие горячей воды в помещении, а также обогрев дома без использования газа, угля, нефтепродуктов и дров. При этом, в процессе функционирования прибор потребляет минимальное количество электроэнергии.

Устройство и принцип действия

Индукционный водонагреватель разработан и воспроизведён по наработкам учёного Николы Теслы. Данный бойлер не имеет специального нагревательного элемента, как например, в системах электрического и газового подогрева. Благодаря этому срок службы индукционных механизмов составляет не менее 30 лет.

Водонагреватель индукционного типа представляет собой упрощённую промышленную конструкцию, которая имеет малые габариты и незначительную мощность. Принцип работы устройства основан на преобразовании энергии электромагнитного поля в тепло. При этом происходит постепенное нагреваниеустановленного объекта.

Как правило, на «входе» в устройство,напряжение «расправляется», а затем поступает на инвертор, который создаёт импульсы частот.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Конструкция и принцип работы водонагревателей

Основным элементом водонагревателя является катушка, на которую подаётся ток высокой частоты.

Благодаря этому, возле элемента происходит создание переменного магнитного поля.

Как правило, линии электрического потока расположены перпендикулярно направлению магнитного поля. При движении переменного тока происходит образование вихревых зон, которые трансформируют электроэнергию в тепло. Как следствие, возникает бесконтактная передача индуктивной энергии нагреваемому объекту.

Также устройство оборудовано медной трубой, которая встроена в систему прибора. Толщина данного элемента напрямую зависит от мощности нагревательной установки. Труба имеет высокий уровень прочности и электропроводности. При этом, катушка прибора практически не нагревается, однако с целью соблюдения условий безопасности, её покрывают специальным материалом. Это позволяет избежать соприкосновения витков генератора между собой, что предотвращает процесс нагревания катушки и исключает вероятность нарушенияработы прибора.

Помните, основная функция индукционного водонагревателя заключается в подаче тока на рабочую поверхность катушки. Благодаря этому происходит постепенное нагревание конструкции.

Основными достоинствами данных бойлеров являются:

• – отсутствие инерции;
• – долгий срок эксплуатации (около 30 лет);
• – экономичный расход электроэнергии;
• – простота конструкции;
• – отсутствие накипи;
• – легкий уход.

Для правильного функционирования прибора, следует произвести его изоляцию, используя базальтовую вату. Невыполнение данного требования способствует образованию значительных потерь на конвекции, а также является причиной нагревания ваты, вместо трубы.

Самостоятельное изготовление индукционного водонагревателя

Помните, установка индукционного водонагревателя позволяет значительно снизить затраты на потребление электроэнергии. Конструкционные особенности данного механизма обеспечивают более быстрое нагревание теплоносителя по сравнению с остальными аналогами.

Изготовление индукционного прибора являетсянесложным процессом, который  не требует значительных трудозатрат и наличия специальных навыков. Данную задачу может выполнить даже начинающий специалист.

Однако, перед проведением монтажных работ следует внимательно изучить технологическую последовательность выполнения работ.

Для самостоятельного изготовления водонагревателя необходимо подготовить следующие материалы, оборудование:

• –  высокочастотный инвертор (как правило, используют механизм от сварочного аппарата);
• – толстостенный отрезок пластиковой трубы;
• – стальную нержавеющую проволоку диаметром не более 7мм ;
• – переходники;
• – металлическую сетку;
• – медную эмалированную проволоку;
• – принудительный насос;
• – бокорезы;
• – терморегулятор.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Устранение поломок водонагревателя своими руками

Помните, в конструкции индукционного водонагревателя отсутствуют стандартные нагревательные элементы. Именно поэтому исключена вероятность выполнения дорогостоящего ремонта в случае необходимости. Также в бойлерах отсутствуют разъемные соединения, которые, зачастую, являются причиной образования случайных протеканий.

Рекомендации, которые следует учитывать в процессе обустройства водонагрева индукционного типа

• Обеспечить соответствие сварочного тока инвертора и его мощности.

Оптимальной величиной  тока является показатель не менее15А.

Используйте пятисантиметровые отрезки стальной проволоки. Данные элементы станут основой нагреваемого материала, который будет расположенв высокочастотном поле. Для этого металлическую проволоку следует нарезать, используя бокорезы.

• Изготовить корпус нагревателя из толстостенной пластиковой трубы. Как правило, данный элемент конструкции должен иметь внутренний диаметр не менее 5 см.

• Подключить переходник к  трубе. Арматуру следует установить со стороны коллектора, который будет соединен с системой автономного отопления или водоснабжения.

• Уложить металлическую сетку на дно пластиковой трубы. Благодаря этому будет предотвращена вероятность случайного пролития катанки.

• Засыпать подготовленные отрезки проволоки внутрь пластиковой трубы. При этом процедуру следует выполнять до полного покрытия свободного пространства.

• Установить на второй конец трубы переходной элемент.

• Обмотать медным проводом подготовленную трубу.

Количество витков, как правило, должно составлять от 80 до 90.

Помните, изготовление индукционной катушки является самым важным этапом при выполнении данной работы.

• Подключить конструкцию к автономной системе отопления или водоснабжения.

• Встроить насос для обеспечения принудительной циркуляции теплоносителя.

• Залить водой изготовленную конструкцию и подключить инвертор.

• Подключить терморегулятор в разрыве основной линии индукционного инвертора.

Выполнение данной операции позволяет обеспечить возможность регулировки воды в автоматическом режиме.

• Заземлить изготовленную установку.

Помните, включать индукционный водонагреватель следует только после заполнения конструкции теплоносителем. Невыполнение данного требования ведёт к неизбежному расплавлению пластикового корпуса прибора.

Рекомендации по установке индукционного нагревателя

При изготовлении водонагревателя своими руками важно соблюдать санитарные нормы и правила, которые установлены для данного типа конструкции.

Рассмотрим основные требования, которые следует учитыватьв процессе монтажа индукционныхустройств

• Недопустимо оборудовать закрытые коммуникации. В данном случае следует обеспечить принудительную циркуляцию теплоносителя при помощи специального насоса.
• Расстояние между индукционным устройством и поверхностью стен должно составлять не менее  30 см. Также должна быть соблюдена дистанция от поверхности прибора до потолка помещения,около 80 см.
• Допустимо включение индукционной конструкции в систему отопления, которая оборудована пластиковым трубопроводом.
• Для безопасной эксплуатации сети следует за выводным патрубком устройства встроить автоматический механизм для отвода воздуха, манометр и подрывной клапан.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Изготовление проточного водонагревателя

Стоит отметить, что на первый взгляд самостоятельная установка индукционного водонагревателя представляет собой трудоёмкий процесс. Однако, строгое соблюдение технологической последовательности позволитсоздать экономичный нагревательный прибор, а также поможет избежать расходов, которые связаны с приобретением дорогостоящего оборудования.

Сравнительный анализ водонагревателей

В настоящее время индукционные конструкции находятся на стадии усовершенствования. Однако, вдальнейшемони могут стать прекрасной альтернативой стандартным приборам, которые оборудованыТЭНовой спиралью.

Стоит отметить, что индукционные установки являются абсолютно безопасными, безвредными и экологичными устройствами.

Рассмотрим основные отличия водонагревательных установок:

• – срок службы индукционной системы в несколько раз превосходит период эксплуатации устройств, которые оборудованы специальным нагревательным элементом;
• – ТЭНовый водонагреватель за 5 лет эксплуатации теряет около 40% мощности, а индукционный механизм за равнозначный промежуток времени функционирует без потерь;
• – высокая температура разогрева спирали (750 градусов), может нести потенциальную опасность для жизни человека;
• – значительное число уплотнительных элементов в типовых конструкциях( ТЭНы, фланцы, переходники) приводит к необходимости постоянного контроля над установкой, в отличие от систем индукционного типа;
• – при эксплуатации нагревательных систем происходит интенсивная нагрузка на поверхность спирали, которая является причиной интенсивного отложения накипи и засорения котла;

Помните, для поддержания ТЭНовой сантехники в исправном состоянии следует регулярно производить чистку нагревательных элементов прибора. В отличие от них, индукционные коммуникации не требуют проведения данных мероприятий.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Технология подключения накопительного водонагревателя

В современном обществе индукционныеустройства представляют собой наиболее экономичное оборудование для подогрева воды.

В отличие от ТЭНовыхустановок, данныеустройстваимеют более высокую скорость нагрева жидкости, при незначительной мощности прибора. При этом,нагреватель индукционного типа признан однойиз наиболее перспективных разработок будущего.

www.ubegi.ru

Индукция в промышленности и быту

Для процесса индукции характерна минимальная инерция. Стоит появиться переменному полю, возникают в ответ токи Фуко. Преимущество метода: излучение практически отсутствует, поле быстро затухает с расстоянием. Поэтому радиочастоты начинаются на сотнях кГц. По озвученной причине использовать указанные длины волн в металлургии уже невыгодно. Спираль индукционного нагревателя в этом случае превращается в антенну. Другое дело ультразвук и частоты, лежащие чуть ниже. Отлично наводят токи Фуко и не вредят рабочим (операторам, покупателями, кухаркам), использующим оборудование.

Промышленные индукционные нагреватели имеют потрясающую мощность — 100 кВт и более. При подобных условиях металл нагревается от двух процессов, упомянутых выше, закалки и отпуска, просто-напросто плавится. На этом принципе построены индукционные печи с потрясающими способностями к энергопотреблению. Воплощаемая задумка: энергия передается непосредственно стали, нагреваемой на глазах. Это позволяет применять явление индукции в кузнечном деле.

Ряд областей, где требуется нагрев, упомянутые устройства с успехом решают поставленные задачи:

• штамповка металлов;
• сварка и пайка;
• отжиг;
• нормализация стали.

В быту индукционный нагрев используют в приборах для готовки пищи и водонагревателях. Это позволяет получать дорогие безынерционные приборы, одновременно имеющие высокий КПД. Тройка названий на слуху, где используется технология:

1. Мультиварки.
2. Варочные панели.
3. Водонагреватели.

Не исключаем наличие прочих устройств, призванных облегчить жизнь человека.

Итак, принцип действия индукционного нагревателя промышленного типа заключается в следующем. Напряжение на входе выпрямляется и поступает на вход инвертора, генерирующего импульсы нужной частоты. В кухонных плитах с уменьшением длины волны поднимается температура. Не исключено, что подобный эффект используется в индукционных нагревателях. Главным элементом является катушка (Николы Теслы). От формы зависит нагреваемая часть. Спиральные катушки в виде пружины поднимают температуру той детали, что внутри (к примеру, труба), плюс детали снаружи (внутренность трубы).

Читатели представят эффект по картинкам из школьных учебников. Вспомните, как магнитное поле пронизывает катушку: максимальная плотность линий напряженности приходится на осевую линию конструкцию, придуманной Лапласом.

Материалом служит медная трубка. У нее хорошие электропроводность и прочность. Поскольку высокочастотный ток идет преимущественно по поверхности, внутренняя часть проводника не задействована. Получается относительно дешевая и легкая конструкция. На частоте 50 Гц это неактуально, скорее, подходит для тока акустического диапазона и выше. Дополнительный момент — электрическое сопротивление. Нисколько эффект не увеличиваем, убирая сердцевину, ток уже идет по поверхности. Чем выше мощность индукционного нагревателя, тем толще трубка. Одновременно падает электрическое сопротивление.

Одновременно в ферромагнитном материале, поневоле ставшим сердечником катушки, по которой течет ток высокой частоты, возникает магнитный поток, согласно напряжению меняющий направление. Эффект сопровождается выделением тепла, на которое тратится мощность индукционного нагревателя. Потому КПД настолько высок.

Катушка не греется. На всякий случай покрывают специальным материалом: керамическая ткань или жесткий состав. Делается это из соображений:

1. Чтобы витки катушки не перемкнулись между собой, тогда работа устройства окажется нарушена.
2. Второй причиной для промышленных индукционных нагревателей служит защита от докрасна раскаленных деталей, иногда касающихся катушки.

Современные материалы легко выдерживают температуры свыше 1000 ºС без последствий.

Устройство индукционных водонагревателей

Принцип действия индукционного водонагревателя напоминает промышленные эквиваленты. Только функционал и задачи намного скромнее. Предназначением индукционного водонагревателя является подача на рабочую катушку тока высокой частоты и мощности. В результате сердцевина начинает греться. Располагается там труба с водой — типичный проточный водонагреватель. Соль в том, что дроссель наводит переменный магнитный поток в стальной трубе, а вода, протекая мимо, забирает тепло. Не значит, что индукционный водонагреватель непригоден для пластиковых стояков, их возможно присоединить. Но внутри прибора труба стальная.

В сравнении с промышленными индукционными нагревателями дело намного проще. Стоит медный трансформатор, как у сварочного аппарата, передающий ток катушке. Напрямую включать нежелательно, выйдет нечто вроде короткого замыкания. Считаем, что внутри должны быть обыкновенный термостат для регулировки температуры и потенциометр для изменения мощности. Как в утюгах.

Отдельные любители предлагают изготовить индукционный водонагреватель своими руками путем размещения в отрезке полиэтиленовой трубы стального сверла, еле-еле проходящего внутрь по диаметру. Вокруг конструкции прокладываются продольные деревянные рейки. Сверху наматывается катушка, охватывающая трубу. При пропускании по виткам переменного тока сверло начнёт ударно греться. Понятно, что в результате прохождения внутри трубы воды, струя получит львиную долю тепла.

Любители рекомендуют использовать сварочный инвертор, нагруженный на катушку из армированной стеклоизоляцией проволоки, обмотанную вокруг трубы со сверлом внутри. Так избавляемся от потребности изобретать. Но вспоминая про стоимость сварочного инвертора, язык не поворачивается назвать изобретение удачным. Зато возможно безопасно опробовать задумку – работает или нет. Трудность в создании приемлемой конструкции генератора. Вряд ли ток из розетки в 50 Гц наведет индукционные токи и перемагнитит домены. Иначе зачем производители промышленных электрически нагревателей стараются и делают источники питания для приборов.

Упомянутые любители рекомендуют выбирать частоту питания прибора в 50 кГц. Чтобы собрать инвертор на мощность 3—6 кВт, придется здорово попотеть. Не у каждого дома пробки потянут такую нагрузку. Теперь обрисованы недостатки индукционных водонагревателей. Преимущества — в большом КПД. Принцип работы индукционного водонагревателя основывается на двух ипостасях:

1. Токи Фуко вызываются электромагнитной волной, неизбежно возникающей, когда появляются переменные электрическое или магнитное поле. В металле наводится эффект, независимо от принадлежности к ферромагнитным материалам.
2. Эффект перемагничивания тоже вызывает нагрев. Переменное магнитное поле изменяет ориентацию доменов, что сопровождается тепловым эффектом. Выше точки Кюри явление пропадает. Для стали температура потери магнитных свойств лежит выше 700 ºС. Потому посуда для индукционной варочной панели выбирается стальная. Алюминиевая будет греться исключительно за счет токов Фуко, значит, гораздо медленнее, нежели железо. У стали электрическое сопротивление больше, что является дополнительным преимуществом.

Вывод

Преимущества индукционных водонагревателей:

1. Экономия энергии до 30% относительно прочих приборов.
2. Безынерционность.
3. Долговечность. Вихревые Индукционные нагреватели из Ижевска работают до 30 лет при гарантии производителя 3 года.
4. Экологичность спорная, если вспомнить про тепловые насосы, но это лучше, чем жечь дрова, уголь и газ.

Прибор требуется заизолировать базальтовой ватой, чтобы грел не воздух, а трубу. В противном случае получатся большие потери на конвекцию. Причем базальтовая вата защищает катушку от трубы, не иначе. Использование индукционных водонагревателей собственной конструкции представляется сегодня проблематичным. Генератор колебаний возможно собрать самостоятельно либо использовать инвертор, сварочный или из варочной панели. ВИНы из Ижевска соединяют последовательно для целей отопления и водоснабжения. Но не в домашних условиях.

vashtehnik.ru

Что представляет собой и как работает индукционный водонагреватель

Принцип действия всех приборов индукционного типа основан на способности вихревых (наведенных) токов нагревать находящиеся в поле излучения предметы. Индукционный проточный водонагреватель еще относится к разряду постоянно усовершенствующегося оборудования, но и уже существующие модели обладают достаточно высокой тепловой мощностью.

Конструктивно водонагреватель такого типа представляет собой металлическую закрытую емкость небольшого диаметра. Основным элементом является высокочастотная индукционная катушка, помещенная внутрь бака. Характеристики наматываемой спирали зависят от требуемой мощности и производительности устройства. Внутри катушки проходит трубопровод небольшого диаметра, через который проходит нагреваемая вода.

Основным электрическим элементом является понижающий трансформатор и инвертор, позволяющий получить из обычного бытового электричества токи высокой частоты. При прохождении такого тока через индукционную катушку происходит нагрев пространства внутри нее, которое может быть заполнено специальным антифризом или даже обычной водой.

Благодаря повышению температуры внутри катушки осуществляется нагрев проходящей по медной трубке воды. Медь используется в силу своей хорошей теплопроводности.

Как видите, схема индукционного водонагревателя достаточно проста. Имея навыки работы с электрооборудованием собрать такое устройство можно даже самостоятельно.

Преимущества индукционных водонагревателей

Эксперты отмечают целый ряд положительных моментов использования индукционной техники для обеспечения горячего водоснабжения и даже отопления:

• Агрегаты индукционного типа отличаются исключительной долговечностью. Средний срок службы достигает 25-30 лет. При этом не требуется дорогостоящее техническое обслуживание, профилактическая чистка может осуществляться один раз в 10 лет.
• Индукционные водонагреватели могут обладать значительной тепловой мощностью, наряду с этим потребление электроэнергии (по сравнению с традиционным оборудованием на тэнах) снижено на 30-50%.
• Образование накипи на индукционном греющем элементе невозможно в принципе. Переменное магнитное поле препятствует образованию и оседанию труднорастворимых солей на внутренних поверхностях конструкции.

Конечно, водонагреватели такого типа нельзя отнести к разряду дешевой бытовой техники, на сегодняшний день даже небольшие по мощности модификации стоят не менее 30 тысяч рублей. Но постоянное усовершенствование конструкции, увеличение объемов продаж приводит к постепенному снижению цен на такие устройства. Поэтому в ближайшем будущем индукционные водонагреватели могут стать доступными для широких слоев населения.

Модели индукционных водонагревателей, предлагаемые на отечественном рынке

Отечественные разработки индукционной техники представлены достаточно широко. В продаже вполне можно найти установки мощностью от 3 до 50 кВт, отличающиеся высокой надежностью.

Индукционный водонагреватель ВИН 7

• Предназначен для обеспечения горячего водоснабжения или отопления помещений объемом до 340 кубических метров.
• Номинальная мощность установки составляет 7 кВт, работает от бытовой электрической сети (220 В, 50 Гц).
• Способен вырабатывать до 5900 ккал/час.
• Представляет собой круглую емкость высотой 620 мм и наружным диаметром всего 133 мм. Диаметр входных и выходных патрубков составляет 20 мм.
• Стоит в среднем 43-45 тысяч рублей.

Водонагреватель отличается высокой работоспособностью, может обеспечивать достаточно большой расход горячей воды.

В таком же ценовом диапазоне продаются и установки под брендом «Эдисон».

Индукционный водонагреватель «Эдисон 4.7»

• обладает тепловой мощностью 3960 ккал/час, потребляемая электрическая мощность составляет всего 4,7 кВт.
• КПД установки достигает 98%, оборудование так же работает от бытовой электрической сети.
• Устройство может использоваться в качестве отопительного агрегата для помещений объемом до 240 кубометров, чего вполне достаточно для обогрева среднего по размерам загородного дома.

В комплект водонагревателя входят пусковая аппаратура, шкаф управления, датчики уровня и температуры. Производители заявляют рабочий ресурс, превышающий 100 тысяч часов (более 30 лет). Надежность обеспечена простотой конструкции.

Водонагреватели индукционного типа вполне можно назвать оборудованием будущего. Поэтому если вы заинтересованы в обеспечении комфортных условий жизни, но хотите для этого использовать эффективное энергосберегающее оборудование, то стоит рассмотреть возможность приобретения такого устройства.

Перед покупкой рекомендуется проконсультироваться у специалиста. Это связано с тем, что индукционные водонагреватели постоянно совершенствуются, и на текущий момент может появиться возможность приобрести более эффективную модификацию.

Также советуем посмотреть:

• В чем преимущество турбированной газовой колонки и как ее выбрать?
• Выбор и установка насоса в систему отопления – есть ли необходимость?
• Газовые водонагреватели (бойлеры) проточного и накопительного типа
• Преимущество использования магниевого анода в бойлерах

---

climanova.ru

Конструкция и принцип работы индукционного водонагревателя

Для того, чтобы разобраться в том, как работают индукционные водонагреватели, надо обратиться к школьному курсу физики, а именно к разделу, изучающему явление электромагнитной индукции. Суть явления заключается в образовании электрического тока внутри проводника под действием магнитного поля, полярность которого постоянно меняется. Источником такого переменного магнитного поля является катушка, подключенная к электросети переменного тока.

Рассмотрим конструкцию индукционного водонагревателя на схеме:

 

 

 

Первоначально схема может показаться несколько запутанной, однако она отражает довольно простой способ нагрева теплообменника. Если намотать несколько витков проволоки вокруг сердечника из ферромагнитного материала, получим катушку индуктивности или, попросту, электромагнит. Поскольку он подключается к сети переменного тока, то и генерируемое им магнитное поле является переменным. Находящийся в этом магнитном поле проводник (грубо говоря, кусок металла) разогревается за счет возникающих в нем вихревых токов или токов Фуко. Далее это тепло снимается циркулирующим теплоносителем.

Человек, знакомый с электротехникой, заметит, что данная конструкция – не что иное, как трансформатор, только в качестве вторичной обмотки в нем используется теплообменник, поэтому предназначен он не для преобразования электрического напряжения, а для нагрева.

В этом заключается главное преимущество индукционного водонагревателя – чрезвычайная долговечность и неприхотливость. Ведь, по сути, что мы имеем? Катушку из медной проволоки и металлический теплообменник, который, как правило, изготавливается из цветного металла или нержавеющей стали. В такой конструкции попросту нечему ломаться!

 

Особенности серийно выпускаемых индукционных водонагревателей

Возникает довольно естественный вопрос: если конструкция индукционного водонагревателя настолько проста, а оборудование, использующее принцип индукционного нагрева так надежно и долговечно, то почему до сих пор их не выпускают на каждом углу и не пользуются все, кому не лень?

Надо отметить, что простым является принцип, на котором построена работа индукционного водонагревателя. Конструкция же далеко не так проста, как может показаться. Дело в том, что нагреть в индукционном поле проводник действительно несложно. Сложнее сделать такую конструкцию нагревателя, при которой вся потребляемая электроэнергия преобразовывалась бы в тепловую энергию, а не рассеивалась бы в пустоту посредством электромагнитного излучения. Индукционные водонагреватели, собранные «своими руками» или в кустарных условиях, сильно не дотягивают до характеристик нагревателей, выпускаемых серийно. В России работает всего несколько предприятий-изготовителей индукционных водонагревателей, и каждый использует специфические конструктивные особенности, защищенные патентами. Только такие конструкции обеспечивают высокие энергетические характеристики – КПД 98-99% и коэффициент мощности cos «фи» 0,98-0,985 при работе от электросети с промышленной частотой тока (50 Гц). Подробнее о значении коэффициента мощности – см. в статье.

Кроме преимущества в долговечности и надежности, индукционные водонагреватели отличаются от других типов электроводонагревателей ценой – они действительно заметно дороже, не только потому, что производители снимают «сливки», продавая надежное оборудование дороже, а потому, что себестоимость таких водонагревателей значительно выше.

 

ТЭНовые или индукционные водонагреватели?

Когда речь заходит о сравнении оборудования разных типов, бывает сложно оценить, что лучше. Плюсы и минусы есть у любого оборудования. Обычно, индукционные водонагреватели сравнивают с ТЭНовыми и электродными. Последние в большей мере распространены на отоплении и горячем водоснабжении крупных, промышленных объектов, поскольку их мощность может быть очень большой, измеряемой сотнями киловатт. ТЭНовые водонагреватели занимают нишу поскромнее – это приборы, как правило бытовые, мощность которых не превышает 20 кВт. Дело в том, что с ростом мощности нагревателя, увеличивается и количество трубчатых электронагревателей (ТЭН), а с их количеством умножаются и связанные с их обслуживанием проблемы – необходимость периодической замены, повышение рисков аварий, снижения мощности и т.д. Всем известно, что с увеличением количества элементов в системе повышается ее сложность и снижается надежность в целом.

У электродных котлов другие недостатки – это необходимость замены электродов, подготовки теплоносителя (в качестве теплоносителя там используется электролит), дополнительные вложения в систему электрозащиты, а также повышенный износ всех элементов системы отопления и горячего водоснабжения – опять же по причине использования агрессивной среды в качестве теплоносителя.

Индукционные водонагреватели способны снять большинство перечисленных проблем. В них нет каких-либо элементов, требующих периодической замены. Нет изнашивающихся, нагруженных частей. Нет соединений, уплотнений, которые могут протекать. Нет высокотемпературных элементов. Кроме того, индукционные водонагреватели имеют 2-ой  класс электробезопасности, поскольку токопроводящие элементы не контактируют с системой, в которой циркулирует вода – нагрев осуществляется косвенно, посредством магнитного поля.

Можно констатировать, что индукционный водонагреватель на сегодняшний день – это самый современный и надежный тип оборудования, исключающего большинство проблем, связанных с эксплуатацией электроводонагревателей других типов.

Но, справедливости ради, надо отметить, что несмотря на свою привлекательность, индукционные водонагреватели – это нишевый продукт, который едва ли подойдет владельцу квартиры или небольшого дома. Такие преимущества как долговечность и надежность, конечно, всегда привлекательны, но из-за стоимости оборудования по-настоящему экономически выгодной эксплуатация индукционных нагревателей становится для отопления и горячего водоснабжения в больших объемах – ориентировочно от 30 кВт и выше.

 

Разновидности индукционных водонагревателей

Как и другие типы водонагревателей, индукционные нагреватели бывают проточными и накопительными. Однако из-за особенностей конструкции, наибольшее распространение получили именно накопительные конструкции. Дело в том, что индукционный способ нагрева (если речь идет о нагреве от электросети с промышленной частотой тока) предполагает относительно небольшой градиент температур между нагреваемым в магнитном поле теплообменником и протекающим по нему теплоносителем. Обычно, эта разница температур составляет всего порядка 15-20 °С. Теплосъем обеспечивается не за счет высокой удельной мощности нагреваемой поверхности (как это реализуется при использовании ТЭНов), а за счет большой площади теплообмена. Поэтому индукционные водонагреватели, используемые для нагрева воды на протоке, обычно комплектуются дополнительным оборудованием – водо-водяными подогревателями (бойлерами).

Все преимущества индукционных нагревателей воды наиболее полно реализуются в установках с аккумуляционной емкостью. Использование именно такой конструкции позволяет получать горячую воду в нужном объеме в нужное время. Нагрев воды можно производить в периоды отсутствия разбора, например, в ночное время. При этом экономятся средства на стоимости нагревательного оборудования. Скажем, вместо установки 250 кВт можно поставить 100 кВт-ный нагреватель с аккумуляционной емкостью и существенно сэкономить на разнице в стоимости оборудования.

Подобрать оборудование подходящей мощности с емкостями нужного объема вам помогут специалисты НПП «Термические Технологии», новосибирского завода-изготовителя индукционных водонагревателей марки ТЕРМАНИК. Для этого достаточно заполнить и отправить в адрес предприятия бланк ТЗ на горячее водоснабжение. Расчеты производятся бесплатно для заказчиков.

 

Сферы применения индукционных водонагревателей

Индукционные водонагреватели ТЕРМАНИК применяются для горячего водоснабжения. Среди сфер их применения:

• горячее водоснабжение столовых, кухонь, объектов общепита
• горячее водоснабжение душевых, моечных, заводских цехов
• горячее водоснабжение технологических линий
• горячее водоснабжение гостиниц, санаториев, баз отдыха
• горячее водоснабжение отдельных зданий, поселков, микрорайонов

Также оборудование применяется в качестве резервного источника горячего водоснабжения во время профилактических и сезонных отключений центрального водоснабжения.

Благодаря своей долговечной и надежной конструкции, индукционные нагреватели подходят как для непрерывной работы, так и для периодической эксплуатации с длительными сроками простоя. На сегодняшний день это, пожалуй, самое выносливое и неприхотливое в эксплуатации оборудование, способное решить любые задачи, связанные с горячим водоснабжением, автономным горячим водоснабжением на самом высоком уровне.

termanik.ru

О принципе индуктивного нагрева

Для начала разъясним, как функционируют электронагреватели данного типа. Переменный ток, проходя по обмотке катушки, образует вокруг нее электромагнитное поле. Если ввести в центр индукционного элемента сердечник из магнитящегося металла, то он станет нагреваться от возникающих под воздействием поля вихревых токов. Вот и весь принцип.

Важное условие. Чтобы металлический сердечник нагревался, катушка должна питаться переменным током, меняющим знак и вектор поля с высокой частотой. При подаче на обмотку постоянного тока вы получите обыкновенный электромагнит.

Сам нагревательный элемент носит название индуктора и является главной частью установки. В отопительных котлах он представляет собой стальную трубу с протекающим внутри теплоносителем, а в кухонных плитах – плоскую катушку, максимально приближенную к варочной панели, как изображено на фото.

Вторая часть индукционного нагревателя — схема, повышающая частоту тока. Дело в том, что напряжение с промышленной частотой 50 Гц малопригодно для работы подобных устройств. Если присоединить индуктор к сети напрямую, то он начнет сильно гудеть и слабо прогревать сердечник, причем вместе с обмотками. Чтобы эффективно преобразовывать электричество в теплоту и полностью передавать ее металлу, частоту нужно повысить минимум до 10 кГц, чем и занимается электросхема.

В чем заключаются реальные преимущества индукционных котлов перед ТЭНовыми и электродными:

1. Деталь, нагревающая воду, — это простой кусок трубы, не участвующий в электрохимических процессах (как в электродных теплогенераторах). Поэтому срок службы индуктора ограничивается только работоспособностью катушки и может достигать 10—20 лет.
2. По той же причине элемент одинаково хорошо «дружит» со всеми видами теплоносителей – водой, антифризом и даже машинным маслом, разницы нет.
3. Внутренности индуктора не покрываются накипью в процессе эксплуатации.

Примечание. С индукционными котлами связано множество мифов. Например, продавцы утверждают, что они экономичнее других электрических обогревателей на 10—20%, хотя в действительности КПД всех электрокотлов равен 98%. Список преимуществ ограничивается тремя вышеперечисленными пунктами, остальное – реклама.

Варианты самодельных устройств

На просторах интернета размещено достаточное количество разнообразных конструкций, создаваемых для различных целей. Взять индукционный малогабаритный нагреватель, сделанный из компьютерного блока питания 250—500 Вт. Модель, показанная на фото, пригодится мастеру в гараже или автосервисе для плавки стержней из алюминия, меди и латуни.

Но для отопления помещений конструкция не подойдет по причине малой мощности. В интернете есть два реальных варианта, чьи испытания и работа засняты на видео:

• водонагреватель из полипропиленовой трубы с питанием от сварочного инвертора либо индукционной кухонной панели;
• стальной котел с нагревом от той же варочной панели.

Справка. Существуют и другие, полностью самодельные конструкции, где преобразователи частоты умельцы собирают с нуля. Но для этого нужны знания и навыки в области радиотехники, поэтому рассматривать их мы не будем, а просто приведем пример такой схемы.

Теперь давайте подробнее разберем, как делаются индукционные нагреватели своими руками, а главное, — как они потом функционируют.

Изготавливаем нагревательный элемент из трубы

Если вы плотно занимались поиском информации по данной теме, то наверняка столкнулись с этой конструкцией, поскольку мастер выложил ее сборку на популярном видеоресурсе YouTube. После чего многие сайты разместили текстовые версии изготовления этого индуктора в виде пошаговых инструкций. Вкратце нагреватель делается так:

1. Внутрь трубы из полипропилена диаметром 40 мм и длиной 50 см наталкиваются металлические ершики для мытья посуды (можно рубленую проволоку — катанку). Они должны притягиваться магнитом.
2. К трубе припаиваются отводы с резьбами для подключения к отопительной сети.
3. Снаружи вдоль корпуса приклеиваются 4—5 стержней из текстолита. На них наматывается провод сечением 1.7—2 мм² со стеклоизоляцией, применяющийся в сварочных трансформаторах.
4. Варочная панель разбирается и «родной» индуктор плоской формы демонтируется. Вместо него подключается самодельный нагреватель из трубы.

Важный нюанс. Длину и сечение провода для намотки катушки следует определять по штатному индуктору печки, чтобы она соответствовала мощности полевых транзисторов в электросхеме. Если взять больше провода, то упадет мощность нагрева, меньше – перегреются и выйдут из строя транзисторы. Как это выглядит визуально, смотрите на видео:

Как нетрудно догадаться, роль нагревательного элемента здесь играют металлические ершики, находящиеся в переменном магнитном поле катушки. Если запустить варочную панель на максимум, одновременно пропуская через импровизированный котел проточную воду, то ее удастся нагреть на 15—20 °С, что и показали испытания агрегата.

Поскольку мощность большинства индукционных плит лежит в пределах 2—2.5 кВт, то с помощью теплогенератора можно обогреть помещения общей площадью не более 25 м². Есть способ увеличить нагрев, подключив индуктор к сварочному аппарату, но здесь есть свои сложности:

1. Инвертор выдает постоянный ток, а нужен переменный. Для подсоединения индукционного нагревателя аппарат придется разобрать и найти на схеме точки, где напряжение еще не выпрямлено.
2. Нужно взять провод большего сечения и подобрать число витков путем расчета. Как вариант, медную проволоку Ø1.5 мм в эмалевой изоляции.
3. Понадобится организовать охлаждение элемента.

Проверку работоспособности индуктивного водонагревателя автор демонстрирует в своем видео, представленном ниже. Испытания показали, что агрегат требует доработки, но конечный результат, к сожалению, неизвестен. Похоже, что умелец оставил проект незавершенным.

Как собрать индукционный котел

В этом случае дешевую китайскую плиту разбирать не нужно. Суть в том, чтобы сварить по ее размерам котловой бак, руководствуясь пошаговой инструкцией:

1. Возьмите стальную профильную трубу 20 х 40 мм с толщиной стенки 2 мм и нарежьте из нее заготовок по ширине панели.
2. Сварите трубки между собой по длине, стыкуя меньшими сторонами.
3. Сверху и снизу к торцам герметично приварите железные крышки. Сделайте в них отверстия и поставьте патрубки с резьбами.
4. К одной из сторон прикрепите сваркой 2 уголка, чтобы они образовали полку для индукционной печки.
5. Покрасьте агрегат термостойкой эмалью из баллончика. Подробнее процесс сборки показан в видеоролике.

Окончательная сборка и запуск заключается в монтаже котла на стену и его врезке в систему отопления. Варочная панель вставляется в гнездо из уголков на задней стенке бака и подключается к электросети. Остается заполнить систему теплоносителем, стравить воздух и включить нагрев индуктора.

Здесь вас подстерегает та же проблема, что встречалась с предыдущей моделью. Несомненно, индукционный нагрев будет работать, но его мощности 2.5 кВт хватит для обогрева парочки небольших комнат при морозе на улице. Осенью и весной, когда температура не опустилась ниже нуля, самодельный котел сможет отопить площадь 35—40 м². Как его правильно подключить к системе, смотрите в очередном видеосюжете:

Выводы и рекомендации

Мы намеренно представили варианты индукционных водонагревателей несложной конструкции, чтобы каждый желающий мог сделать подобный агрегат своими силами. Но остался вопрос, нужно ли заниматься этим делом и тратить собственное время. На этот счет есть ряд объективных соображений:

1. Пользователи, не разбирающиеся в электрике и радиотехнике, вряд ли смогут добиться увеличения мощности нагрева свыше 2.5 кВт. Для этого придется собрать схему преобразователя частоты.
2. КПД индуктора ничуть не выше, чем у других электрических котлов. Но собрать нагреватель с ТЭНами гораздо проще.
3. Если у вас не завалялась дома индукционная панель, то потребуется ее купить примерно за 80 у. е. Столько стоят дешевые китайские изделия на A За те же деньги продаются готовые электродные котлы мощностью до 10 кВт.
4. Электроплиты оснащаются автоматикой безопасности, отключающих бытовой прибор спустя 1 или 2 часа работы. Это доставляет неудобство при эксплуатации.
5. Если в силу разных причин теплоноситель вытечет из самодельного теплогенератора, то нагрев не прекратится. Это чревато пожаром.

Конечно, вы можете обойтись без дорогих покупок, досконально разобраться в конструкции и смастерить индуктивный нагреватель с нуля. Но выполнить все бесплатно не получится, ведь потребуется приобрести комплектующие для схемы. Заметьте, что бонусы от подобного отопительного агрегата невелики, так что всерьез браться за его изготовление с целью обогрева частного дома нецелесообразно.

otivent.com