Индукционный котел для обогрева дома- сравнение с котлом на ТЭНах

Приветствую вас, читатель моего сайта ceshka.ru!

Мне очень близка тема обогрева дома с помощью электрокотлов, о чем я неоднократно вам рассказывал как на основе самодельных электрокотлов, сделанных своими руками, так и котлов заводского изготовления, например очень качественного электрокотла Протерм, изготавливаемого в Словакии.

И вот недавно я чисто случайно наткнулся в интернете на применение свойств электромагнитной индукции в бытовом электрокотле.

На производстве это давно применяется- например плавят металл в индукционных печах. Но вот применение в быту- это интересно.

Меня очень заинтересовало эта информация. Речь идет о индукционном электрокотле где в качестве нагревательного элемента используется катушка индуктивности.

Кстати подобное устройство применяется и в современной индукционной бытовой электроплите, подробнее можете почитать в Википедии

Конечно сразу стал рыть информацию в интернете что это за  индукционный нагреватель, каков принцип его работы, есть ли у них преимущество перед электрокотлами на тэнах?

Оказалось все не так просто и радужно как казалось…

Индукционный водонагреватель

Индукционные водотеплонагреватели имеют корпус и оригинальный электрический индуктор(трансфоматор), внутри него , причем его вторичной обмоткой является сама металлическая труба с водой,в виде короткозамкнутого витка.

В результате  протекания значительных по величине электрических токов в ней, от индуктивно наведенного в ней электрического напряжения,  эта труба интенсивно разогревается и нагревает своим теплом и воду в ней .

Если выразиться в двух словах как работает индукционный нагреватель-

это понижающий трансформатор, который установили в трубу

Я сначала решил что если в названии присутствует слово “индукционный” то нагрев происходит токами высокой частоты типа как в микроволновке, оказалось что нет.

Никакой высокой частоты нет и в помине, питание от сети 220/380 вольт промышленной частоты 50 Герц.

Технология на самом деле очень проста- в экранированной трубе находится обыкновенная катушка- это как бы первичная обмотка трансформатора, если проводить аналогию с трансформатором.

Роль вторичной обмотки, а заодно и магнитопровода выполняет металлическая труба отопления!

Как работает индукционный нагреватель

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

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

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

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

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

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

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

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

И тансформатор просто напросто сгорел бы от перегрева.

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

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

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

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

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

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

Теперь самое главное:

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

Другими словами- котел просто преобразует электрическую энергию в тепловую.

 А каким образом он это делает- совершенно не важно, ведь для нас самое важное что бы в доме было тепло.

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

Тогда может быть КПД у индукционного котла вышеПо заявлением произодителей это значение достигает 98%.

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

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

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

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

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

Сравнение индукционного и ТЭНового котла

1:  Индукционный котел-  производителями заявлено более 30 лет без особого обслуживания (100000 часов).

Возникает вопрос- а откуда данные если это новинка, только недавно появившаяся на рынке? 

2: ТЭНовый котел за 4 года эксплуатации теряет 40% мощности, а индукционный- не теряет нисколько.

Это что же получается- из 9- киловаттного котла через 4 года остается только 3,6 кВт? 

Например устанавливал один электрокотел- никакой потери мощности вот уже более 7 лет не наблюдаю, тэны не менял и вообще забыл про них, прекрасно греет.

 3: Температура разогрева спирали ТЭНа – 750°C, что характеризует его пожароопасность.

Каким образом ТЭНа, находящаяся внутри железной трубы может угрожать пожаром?

Да, я согласен, греется очень сильно. Но каким образом это влияет на пожароопасность- ума не приложу…

Разве что вытащить ТЭНу, положить ее на деревянный пол и подать напряжение- больше нимкак не получится.

 4: Большое количество уплотнительных соединений (ТЭНы, фланцы), необходимость постоянного контроля.

Какие соединения и фланцы?

Давно уже люди не научились по нормальному сами электрокотлы делать- просто и надежно.

В той конструкции что я применяю- всего одна большая гайка, куда вкручивается одно/трехфазный ТЭН- ВСЕ.

Нет больше никаких фланцев и уплотнительных соединений. Есть только подходящие трубы отопления так же как и в случае с индукционным котлом.

5: Большое количество электрических контактов (выводы ТЭНов), находящихся в зоне действия высокой температуры, требуется постоянное поддержание хорошего электрического контакта (подтяжка и т.д.), что усложняет конструкцию.

Очень интересно… А что- на трехфазный индукционный котел идет меньше проводов? Да нет, столько же.

Три фазы- три катушки в индукционном котле, у каждой катушки по два вывода, итого- шесть контактных соединений. И тоже требуется “поддержание хорошего электрического контакта…”

Из моей практики кстати- с этим никаких проблем не возникает. Используйте главное медный провод нужного сечения и при подключении хорошо протяните контакт.

6: “из-за высокой ваттной нагрузки на поверхности ТЭНа происходит интенсивное отложение накипи и засорение котла и системы шламом, осыпавшимся с ТЭНов”.

Кто не понял что такое высокая ваттная нагрузка- посмотрите как греется вода в электрическом чайнике, это она и есть.

Только электрокотел то надо правильно выбирать.

Элементарное включение двух ТЭН последовательно на 380- и нет никакой ваттной нагрузки.

К тому же сейчас практически всегда электрокотел делают с циркуляционным насосом и вода вполне успевает отводить тепло от ТЭНы.

К тому же эта проблема актуальна только для очень мощных и коротких ТЭН. Если ТЭНу выбрать правильно- никакой проблемы с ваттной нагрузкой не будет.

По поводу засорения котла и отложения накипи- не все так страшно. Это же не проточный водонагреватель и отопление- это закрытая система. Конечно, за период работы небольшой налет на ТЭН образуется, но именно небольшой и именно налет, а не корка накипи.

И это почти никак не влияет на эффективность работы ТЭН.

Стоимость индукционного котла

Как вам такая цифра: индукционный котел мощностью 7 кВт –  30- 40 тыс.рублей в зависимости от производителя.

Трехфазная 9-киловаттная ТЭНа стОит максимум 1000 руб. Даже если вы будете ее раз в год менять (что маловероятно- на самом деле гораздо реже) то этих денег хватит на 40 лет.

Себестоимость самодельного электрокотла даже если учитывать современную цифровую автоматику- не превысит 10 тыс. руб.

Сами посчитайте: ТЭНа- ну пусть 1000 руб.; цифровой электронный блок автоматики- за 3000 можно хороший взять; на пуско-защитную аппаратуру еще 1000 уйдет,

остается 5000- на них надо купить обрезок железной трубы диаметром 100-120 мм и отводы для подсоединения труб отопления, сколько это точно стОит я не знаю, можно и из металолома сделать- вообще даром, плюс услуги сварщика- вот вам в себестоимость электрокотла.

30 тысяч рублей очень приличная сумма, за это вы получаете электронагреватель у которого преимущество в том, что из-за сильной вибрации внутри него НЕ образуется накипь, и еще одно- не нужно время на разогрев нагревательного элемента- нагрев начинается моментально.

Вывод такой: у индукционных котлов по моему мнению нет таких уж явных преимуществ, что бы отдавать за них такие деньги. Лично я буду для себя делать электрокотел на тэнах.

Но это только мое мнение, не более того, а пользоваться или нет индукционными нагревателями у себя дома- решать конечно же вам самим, уважаемые читатели моего сайта.

Расскажите и вы- знакомы ли вы с применением индукционных котлов для отопления дома?

Что вы думаете по поводу их эффективности? Может я в чем то ошибаюсь по вашему мнению? Напишите в комментариях. мне очень важно знать ваше мнение!

 

Узнайте первым о новых материалах сайта!

Просто заполни форму:

 

Ваш e-mail: *
Ваше имя: *

Комментариев: 376

  1. Линейка мощности смонтируемых котельных от 10квт до 32мвт

  2. Честно не знаю насчет индукционных котлов ,но автор насчет ТЭНов не правильно рассказывает. Приведу пример тот же чайник он мощностью 2кВт пока новый греет воду за 7 минут,но впоследствии накипь становится тепло изолятором и чайник греет ту же воду уже не за 7 минут ,а за 8.Хоть и тратит те же 2кВт.Так что если учитывать электроизоляцию ТЭНов тот же кварцевый песок то потери есть. Далее не ругайте сантехников как не понимающих не в чем людей что только гайки крутить умеют :-D .То что говорили выше что мол для отопления нужно столько то киловатт энергии и все тут в корне не верно.Скорость нагрева на самом деле играет роль тоже пусть не столь значимую но играет.Тут скорость влияет на инерционность системы,почему люди переходят с чугунных батарей на сталь ,алюминий и медь.Меньше масса быстрее прогрев и охлаждение.Значит не происходит перегрева ,то есть вы ставите отопление на 23 градуса ,но в связи с инерционностью батарей они прогреваются до 24 или выше ,а это перерасход энергии . Пусть и теплее вам но это вам не нужно вам комфортно при 23 зачем вам 24? Значит тепло потери тоже увеличатся раз температура выше чем надо.Поэтому то и система теплых полов экономит до 30% энергии,из за того как прогреется дом с теплыми полами 23 будет внизу ,а у потолка будет 18.А с батареями у потолка будет 23 ,а у пола 18 и вам будет казаться что стало намного холоднее. Далее насчет безопасности ТЭНов не все так гладко , я устанавливал электро котлы в местности где вода очень жесткая и хозяин не имел желания делать подготовку воды принципиально.Так я каждый месяц менял 1 ТЭН его из за накипи разрывало .И вода которая омывала их начинала контактировать с электрическим током,благо трубы были пластмассовые ,а радиаторы покрыты эмалью ,но возможность поражения током сохранялась.Пусть даже и заземлял котел . Я не скажу насчет индукционных котлов они у меня тоже сомнения вызывают,но в принципе если они будут экономичнее на процентов 30 я не удивлюсь.Хотя и обратному тоже :-D .вопрос в целесообразности установки данных котлов.Если вы горите желанием экономить то можете поставить тепловой насос . А если эти котлы экономят 5% ,а стоя на 500% дороже и данная сумма окупится через 50 лет я бы точно не ставил бы такой котел.Хотя еще раз повторю я с ними не сталкивался,может они в разы хуже обычных электро котлов.

  3. В догонку насчет КПД ТЭНа цитата “Чтобы найти КПД ТЭНа, надо узнать его электрическую мощность и скорость нагрева им воды.
    Электрическая мощность (полученная ТЭНом) легко определяется по электросчётчику. Надо засечь секундомером, за какое время совершает диск один оборот, а потом перевести в киловатты по формуле, указанной на циферблате счётчика. Счётчики бывают разной “чувствительности”, можно встретить, например, такие формулы: 1 кВт*час=240 оборотов, или 1 кВт*час=1280 оборотов. Если счётчик совсем “медленный”, можно засечь время прохождения только тёмного сектора, его длина составляет 1/12 диска (т.е. 30 угловых градусов). Секунды переводим в часы и делим на них обратное количество оборотов из формулы. Например, продолжительность прохода сектора составляет 27,3 секунды (=0,0076 часа) на счётчике, делающем 240 оборотов за 1 кВт*час. Тогда мощность потребителя составляет 1/0,0076/240/12=0,05 кВт (=телевизор Рубин с электронно-лучевой трубкой).
    Теперь разберёмся со временем нагрева. Оно даст нам мощность, потраченную ТЭНом. Удельная теплоёмкость воды известна: 4,2 кДж/(кг*градус). Умножив её на массу воды и интервал нагрева от комнатной температуры до заданной, получим энергию в джоулях. По формуле единиц измерения ватт=джоуль в секунду, разделив джоули на время нагрева, получим мощность, пошедшую на нагрев.
    Пример. В стиральной машине Indesit WG633TX для нагрева воды используется ТЭН, электрическая мощность которого 2,13 кВт (определено указанным выше способом, учтена мощность двигателя, вращающего барабан). Объём воды, заливаемой в бак, составляет около 14,4 литра (определено по показаниям водосчётчика). Вода нагревается от комнатной температуры (26,7 градуса Цельсия) до установленных регулятором 40 градусов за 14 минут. Значит, теплота, сообщаемая воде, составляет 835 килоджоулей за 845 секунд. Отсюда получаем отдаваемую мощность нагревателя: 0,988 кВт. Как видим, КПД его составляет 46%. Это нижняя оценка, ведь кроме воды нагреваются конструктивные части машины, что увеличивает удельную теплоёмкость. Если допустить 20-процентное её увеличение, то оценка КПД поднимется до 56%.
    Итак, мы видим, что КПД ТЭНа в естественных условиях составляет около 50%. Этот вывод подтверждается экспертами:
    1. “У самых лучших ТЭНов КПД где-то 75-80%.”
    2. “Опираясь на результаты многочисленных испытаний тэнов и тэновых установок на стендах ООО «ВЭСТ», а также на основе опросов и опыта работы специалистов энергетиков, мы можем утверждать, что КПД нового тэна или тэновой установки с естественной или принудительной циркуляцией составляет от 80 до 92 %. Со временем эксплуатации в различных условиях с различной интенсивностью, КПД тэна снижается и он перегорает”

    это первое что выдал googl так что насчет 100% это перебор :-D
    или вот

    “Как выбрать ТЭН

    При выборе ТЭНов необходимо учитывать: назначение ТЭНа, его мощность, питающее напряжение, условия эксплуатации (нагреваемая среда, характер нагрева, условия теплообмена, необходимую температуру).

    ТЭНы выбирают из расчетной мощности необходимой для нагрева среды: Pрасч = (Кз х Рпол) / кпд, где Кз – коэффициент запаса (1,1 – 1,3), кпд – КПД, учитывающий потери мощности.

    Из каталога находят ТЭН, соответствующий условиям эксплуатации по напряжению, мощности. температуре оболочки и нагреваемой среде, а аткже форме, возможности размещения ТЭНа в рабочем пространстве. Затем определяют число ТЭНов в зависимости от Ррасч и единичной мощности ТЭНов.

    Трубчатые электрические нагреватели – ТЭНы

    Эксплуатация ТЭНов

    Основные причины отказы ТЭНов в процессе эксплуатации – нарушение герметизации выводных концов, коррозионное нарушение оболочки, разрыв спирали из-за перегрева. Эти причины вызваны чрезмерными усилиями на контактные стержни при подключении проводов к ТЭНам, образование слоя накипина поверхности трубки ТЭНа.

    Надежность работы трубчатых электронагревателей можно увеличить при выполнении следующих рекомендаций:

    1) При подключении проводов к ТЭНам не следует прикладывать к гайкам контактных стержней излишнее усилие, в результате которого нарушается герметичность выводных концов ТЭНа.

    2) Необходимо исключить работу ТЭНов без воды.

    3) Необходимо очищать накипь с поверхности ТЭНов 1 раз в 2-3 месяца, не допуская отложений на ТЭНе толщиной более 2 мм.”

    Кз – коэффициент запаса – это и есть потери на КПД ТЭНа так что если верить рекомендациям производителя они приличные даже очень

  4. @ Артем:Я согласен с вами в части мифической экономии энергии, по отношению цена-экономия.По поводу снижения эффективности работы тэн за счет накипи не согласен, система отопления не проточная и накипь оседает только один раз, поэтому критического обрастания просто не будет.Пример с отопительными радиаторами который вы привели, будет работать только с погодозависимой автоматикой, которая на эл.котлах не применяется.Тепловой насос вещь очень хорошая, но цена самого насоса и стоимость монтажа,не позволят сделать его массовым,и наиболее благоприятный температурный режим его работы 50-55с тогда его СОР наиболее эффективен, не позволяет использовать его в слишком холодных регионах,коих в России большинство.И вообще я не сторонник никаких эл.котлов,как основной источник отопления, как резерв пожалуйста, но не более.

  5. @ Артем:Может индукционник и быстрее нагреет систему, чем тэн.Но получается это первоначальный нагрев системы, потом он выходит на рабочий режим и просто поддерживает темп.При хорошей теплоизоляции здания и граммотно сделаной системе отопления котел должен работать 8-10 часов в сутки.Вот мне и стало интересно, например котел с тэн 5квт истратит свои 5квт в час, а индукционник 5квт(заявленный производителем) получается истратит на 30% меньше, то есть 3.5квт? За счет чего? Быстрее нагреет?Но из сети то он возьмет свои 5квт как и тэн, а при хорошей теплоизоляции скорость и частота нагрева просто нивелируется, тогда где энономия.Не проблема можно и ВИН монтировать, но как потом доказывать заказчику, что экономия в 30% не состоялась, и если тэн сгорел как правило они ступенями работают, пока мои сервисники приедут котел как минимум будет поддерживать темп.и работа по замене не займет много времени.А если на ВИН межвитковое, тупо лак осыпется, во сколько клиенту встанет ремонт и сколько времени в холодном доме зимой? Ответов пока я не нашел поэтому с ВИН стараюсь не связываться.

Комментарии закрыты.