Организовать отопление частного дома, применив индукционный (он же инверторный) котел — доступный и несложный вариант. Один из основных плюсов данного решения тот, что не потребуется сложный проект, согласования и разрешения на подключение ресурса и установку котла, как в случае с газовым отоплением. Еще один положительный момент — компактность оборудования и сравнительно недорогая цена. Эксплуатация инверторного котла несложная, но все плюсы данной отопительной системы может свести на нет дороговизна ресурса — электроэнергии.
Первые индукционные котлы создавались для промышленных предприятий, имели внушительные габариты и массу, и работали на переменном токе промышленной частоты (более 1000 Гц). Бытовые индукционные котлы появились и стали применяться в системах отопления частных домов немногим более двадцати лет назад. Электрические котлы постоянно совершенствуются по части увеличения КПД и уменьшению теплопотерь, и перспективы у инверторных систем имеются, в том числе и перспективы экономии энергии.
Как действует инверторное отопление
При организации отопления дома любым способом необходимо максимально утеплить помещения. Правильная теплоизоляция ограждающих конструкций — основное условие энергоэффективности любой отопительной и вентиляционной системы. Так же необходима защита металлических элементов оборудования от коррозии, если конструкция котла предполагает нагрев теплоносителя от ТЭНов: в данном случае жидкость не должна попадать на термоэлементы. Но более современный инверторный котел лишен недостатков конструкции, которые имеются у ТЭНовых котлов.
Индукционный котел, как это видно из его названия, работает с использованием принципа электромагнитной индукции. В современные модели котлов встроены аккумуляторы, и работа котла в условиях нестабильности подачи электроэнергии возможна в полном объеме. Дома, подключенные к участкам сети, где часты отключения, поломки и колебания напряжения, могут отапливаться индукционными котлами, и эксплуатация данных котлов вполне удобна.
Основные элементы индукционных котлов:
- Теплообменный контур, в котором происходит нагрев теплоносителя
- Индукторная катушка, или инвертор. Возможна работа как от электросети, так и от аккумуляторов. Переменное магнитное поле вызывает нагрев теплообменника и теплоносителя, который затем направляется в циркуляционную систему
Немного подробнее об устройстве индукционного котла:
У корпуса имеются несколько слоев — внутри расположен сердечник, имеющий двойную стенку, далее электроизоляция и теплоизоляция, затем наружный слой корпуса. Промышленные котлы имели цилиндрическую обмотку сердечника, но бытовые инверторные котлы решены с тороидальной медной обмоткой. Две соединенные на сварке толстостенные (толщина стенки от 1 см) трубы из ферромагнетика образуют индуктор, причем магнитопроводом, или сердечником является наружная труба большего диаметра, имеющая тороидальную обмотку из медного провода. Внутренняя труба является нагревательным элементом для жидкости-теплоносителя.
Работа котла: теплоносителем может быть, как вода, так и антифризы. Жидкость проходит в котел по входному патрубку, вваренному через нагревательную трубу и магнитопровод. Внутренняя площадь теплообменной трубы достаточно велика, поэтому более 95% тепловой энергии, которую генерирует котел, переходит теплоносителю. Инерция значительно меньше, чем при нагреве ТЭНами, поэтому и время нагрева короче. Работа основана на применении электромагнитной индукции — переменное магнитное поле высокой частоты генерирует ток индукции. В свою очередь, от индукционного тока происходит нагрев материала трубы-сердечника, поскольку в ферромагнетике возникают вихревые токи. На поверхностях трубы не откладывается накипь, поскольку высокочастотные вибрации стенок этому препятствуют. Внешняя тепло- и электроизоляция создает защиту от утечки тока и минимизирует теплопотери.
Комплектация инверторных котлов включает: инверторный преобразователь на полупроводниках, посредством которого котел получает электропитание (переменный ток) и блок контроля с автоматическими выключателями, в корпусе котла имеется встроенный термодатчик для электронного терморегулятора.
Нагревается теплоноситель в инверторном котле от стального магнитопровода-трубы. Токи высокого напряжения генерируют электромагнитное поле, и в ферромагнитный сердечник быстро нагревается за счет токов фуко (или вихревых токов). Немного подробнее цикл работы котла можно описать так: подключение питания — первичная тороидальная обмотка запитывается током под высоким напряжением — происходит нагрев трубы-сердечника, причем с наружной стороны вовнутрь, в результате действия электромагнитного поля, «вдавливающего» вихревые токи во внешние поверхности трубы — от нагретого сердечника получает тепло циркулирующий теплоноситель — транспорт нагретого теплоносителя к радиаторам отопления. Рабочая температура трубы-сердечника инверторного котла составляет 75 градусов, а времени для нагрева до рабочей температуры требуется всего около 6-8 минут.
Основные плюсы отопления индукционными котлами:
- Поскольку отсутствуют нагревательные элементы, эксплуатация котла упрощается
- Малая инерция нагрева теплоносителя. Если циркуляция организована по принудительному варианту, то есть имеется циркуляционный насос, то нагрев происходит значительно быстрее
- Обмотка не имеет контакта с жидкостью-теплоносителем, поэтому выбор теплоносителя и требования к нему обуславливаются не работой котла, а только лишь параметрами отопительного трубопровода и приборов отопления. Снижение требования к химическим составам теплоносителей — это положительный экономический фактор
К недостаткам инверторных котлов в настоящее время относят их немалую стоимость сравнительно с ТЭНовыми котлами и значительные габариты. Для помещения большой площади компактный инверторный котел пока еще невозможен, поскольку имеющиеся конструкции предполагают увеличение теплообменного контура для увеличения теплоотдачи, и, следовательно, увеличения витков обмотки. Кроме того, отопительная система, включающая инверторный котел, весьма сложна, поскольку требует управления и контроля. Тем не менее, и интерес и спрос на индукционные котлы постоянно растет, и специалисты считают данный вид отопления очень перспективным для индивидуальных застройщиков.
