Мифы и реальность: насколько экономичны индукционные котлы для отопления частного дома?

Электрические котлы для систем отопления не очень популярны среди потребителей по причине высокой стоимости электроэнергии. Но их покупают, потому что не во всех посёлках и городах есть альтернативные решения.

Разнообразием электрокотлы не отличаются, на рынке присутствует всего два их вида: ТЭНовые и индукционные.

Последние используются в промышленности. Бытовые котлы были представлены в 90-х годах, и за время их двадцатилетней эксплуатации приборы претерпели ряд изменений. Хотя принцип работы остался все тот же.

Что такое индукционный электрический котёл?

Конструкция индукционного котла состоит:

• из корпуса в виде запаянного с двух сторон цилиндра, изготовленного из экранированного и утеплённого материала;
• гильзы, вставленной в корпус и изготовленной из диэлектрика;
• трубы, вставленной в гильзу и изготовленной из специального сплава (можно использовать стальную);
• на гильзу в виде спирали наматывается шина из меди, которая подключается к электропитанию.

В корпусе сделано два отверстия, к которым приварены патрубки: нижний для входа холодной воды, верхний для выхода нагретой.

Принцип работы

Принцип электромагнитной индукции в 1831 году обозначил английский физик Майкл Фарадей. В начале двадцатого века его постулат был внедрён в производство в виде нагревательного элемента для расплавки металлов. Получается, что индукционные котлы стали известны очень давно, и ими пользовались, но только на уровне производства.

Принцип действия электромагнитной индукции основан на формировании электромагнитного поля, которое нагревает любой ферромагнитный материал (к которому прилипает магнит), если поместить его в центр этого поля. Создать электромагнитное поле несложно. Для этого необходима катушка, лучше из медной проволоки, на которую подаётся напряжение. Именно внутри катушки и образуется магнитное поле.

Внутри установлена труба из диэлектрика (не пропускающего электрический ток), вокруг намотана катушка, внутрь установлен стальной стержень.

Если в неё установить, к примеру, стальной стержень, то он обязательно будет нагреваться до высоких температур. Именно на этом принципе построена конструкция индукционного отопительного котла.

И по внутренней полости трубы, омывая стержень, протекает теплоноситель (вода или антифриз). Нагреваемый электромагнитным полем стержень передаёт тепло теплоносителю.

Есть в принципе работы индукционных котлов один тонкий момент, который зацикливается на законе Джоуля Ленца. Если увеличить сопротивление стержня, то можно увеличить его нагрев. А увеличение проводится двумя способами:

• увеличить длину и уменьшить сечение;
• изготовить его из металла с большим удельным сопротивлением, к примеру, из нихрома.

Критерии выбора электрокотла для отопления частного дома

Существует большое количество разной информации, которая выделяет индукционные электрокотлы, как лучшие в категории электрических нагревательных элементов. Но не всё в ней правда.

Безопасность оборудования

Любой индукционный электрический котел, который используется для нагрева жидкостей, является опасным. Потому что протечек воды, которые при длительной и интенсивной эксплуатации индукционных или ТЭНовых котлов, не избежать, станут причинами возникновения короткого замыкания.

Это касается электрического тока напрямую. К тому же протечка — нередкая причина удара током людей, которые по неинформированности соприкоснулись с корпусом котла.

Фото 1. Индукционный электрический настенный котел Инэри SAV, установленный в помещении. Занимает мало места.

И ТЭНовые агрегаты, и индукционные здесь в равных позициях. Производители электрокотлов для систем отопления стараются увеличить качество сборки, повысить герметичность стыков, сводя к минимуму возможность появления протечек теплоносителя. Именно поэтому рекомендация специалистов – не приобретать самодельные индукционные котлы и не пробовать их делать своими руками.

Как и все индукционные электрические агрегаты большой мощности, индукционные отопительные котлы должны врезаться в питающую сеть только через элементы безопасности: автоматы, устройство защитного отключения. При этом очень важно соблюсти точное соотношение сечения проводки с мощностью котла.

Если в частном доме электропроводка по данному параметру не соответствует устанавливаемому прибору, то лучше провести до него отдельный электрический шлейф от распределительного щита.

Оптимальное решение — покупка индукционного котла от известных производителей. Уже сам бренд является гарантией качества. Будет неплохо, если в регионе, где эксплуатируется индукционный котёл, есть дилер и сервисный центр. Потому что любые спорные, особенно гарантийные вопросы, легче решать по месту жительства.

Коэффициент полезного действия 220В

Продавцы любого товара решают одну задачу — это реализация. Поэтому часто можно услышать, что индукционные отопительные приборы в 220 В имеют более высокий КПД, чем ТЭНовые.

Это неправда. Любая энергия никуда не исчезает — так гласит закон физики. Поэтому у всех без исключения электрокотлов КПД равен 100%. Т. е., на расходуемый 1 кВт электроэнергии будет выработан 1 кВт энергии тепловой.

Есть сомнения, что накипь, образующая на металлических плоскостях нагревательных элементов, может каким-то образом повлиять на КПД. Данные сомнения излишни, потому что накипь — отложения кальция, который является отличным проводником тока и тепла. Конечно, толщина слоя может отразиться на времени нагрева, но это не влияет на коэффициент полезного действия.

Для информации добавим, что потери тепла газовых, твёрдо- или жидкотопливных котлов имеет место, потому что его значительная часть вылетает в дымоход. В индукционных электрических котлах дымоходной трубы нет, следовательно все тепло передается теплоносителю.

Экономичность

Опираясь на факты и выкладки предыдущего раздела, можно сделать вывод, что индукционные водонагреватели от ТЭНовых по экономичности потребления электроэнергии не отличаются.

Вырабатываемое ими тепло никуда не улетучивается, а остаётся в помещении. И хотя считается, что побочные расходы электричества есть, например, нагрев медной спирали, этот процесс все равно влияет на нагрев теплоносителя.

В сравнении с другими видами нагревательного оборудования экономичность выше. Но тут приходится сравнивать не только КПД, но и цены на энергоносители. И в этом плане газовые модели превосходят все.

Фото 2. Индукционный водонагреватель, установленный на кафельную стену. Обладает высокой экономичностью, сохраняет тепло в помещении.

Эксплуатационные характеристики

Все электрические отопительные котлы относятся к категории бесшумных. Но, как показывает практика, шум всё-таки может появляться, если:

• котёл по каким-то причинам перегрелся;
• он подключён к трубопроводу меньшего диаметра, чем требуют нормы теплотехники;
• по причине вибрации циркуляционного насоса.

Все электрокотлы имеют небольшие размеры и вес. Индукционные модели весят больше ТЭНовых при одинаковых технических характеристиках. Поэтому для них рекомендуется использовать усиленные крепёжные изделия.

Как правильно регулировать температуру?

Итак, было выяснено, что индукционные котлы, используемые для отопительных сетей, не являются энергоёмкими. И по этому показателю ничем не отличаются от ТЭНовых аналогов. Но сэкономить потребление электроэнергии все же можно, если правильно регулировать температуру теплоносителя.

И принцип экономии заключается в следующем – необходимо отапливать помещения полноценно лишь тогда, когда в них находятся люди. В остальное время температурный режим должен быть пониженным (не больше +16 °С). Вручную это сделать сложно, а вот автоматика решает эти задачи хорошо.

Фото 3. Температурный автоматический датчик с дисплеем, установленный на стене в помещении. Отключается, если превышен заданный режим.

Обычно для этого пользуются двумя способами:

• устанавливают температурные датчики (термостаты) на стены комнат;
• используют терморегуляторы, которые монтируются в систему отопления, а именно на радиаторы.

Первый вариант лучше, потому что в идеале необходимо контролировать температуру воздуха, а не температуру теплоносителя. Но оба прибора работают по одному принципу: включают питание электрического нагревателя, в данном случае индукционной катушки, если температура упала ниже заданной. И, наоборот, выключают питание, когда температурный режим превысил, выставленный на приборе.

Преимущества и недостатки электрических водонагревателей

Все индукционные электрические котлы имеют ряд достоинств и недостатков.

Долговечность

Причин долгосрочной эксплуатации котлов несколько:

• полное отсутствие каких-либо движущихся или вращающихся деталей;
• катушка из медного провода имеет огромный запас прочности, витки обмотки расположены не впритык друг к другу, а на расстоянии, так что даже пробой изоляции не станет причиной остановки котла;
• стержень постепенно будет разрушаться под действием постоянных циклов нагрев-остывание и под негативным воздействием солей внутри теплоносителя, но данный процесс сильно растянут во времени, так что прослужит он не один десяток лет;
• уязвимым местом являются транзисторы в блоке управления, но сегодня производители комплектуют последние современными высококачественными деталями, которые при правильной эксплуатации котлов прослужат несколько десятилетий.

Другие плюсы

К достоинствам можно добавить небольшие размеры агрегатов, поэтому для них нет надобности выделять большую площадь на полу или стене. По сути, индукционный котёл — труба небольшой длины. У них проще конструкция в сравнении с ТЭНовыми моделями, поэтому индукционные стоят дешевле.

Недостатки

Что касается недостатков, то здесь надо отметить два основных и один сомнительный.

1. 

   Индукционный котёл является мощным источником электромагнитного излучения. Последнее создаёт помехи для работы приборов, работающих на приёме эфирных и радиоволн.

К примеру, сотовые телефоны, модемы Wi-Fi, радиотелефоны и прочие.

2. Электромагнитное поле находится в плотном контакте с теплоносителем. Поэтому при высоком нагреве последнего может произойти незначительное закипание воды. А это образование воздушных пробок. Выход из ситуации — установить воздухоотводчики.
3. Некоторые специалисты считают, что вода станет на всем своём прохождении по отопительной сети нести в себе электромагнитное поле, которое негативно скажется на самочувствии людей. Сомнительное предостережение.

Виды индукционных котлов

Вышеописанный принцип работы отопительного оборудования используется в моделях с маркировкой SAV. Это обычные индукционные котлы. Производители предлагают вторую разновидность, которая называется вихревой и маркируется, как ВИН.

Особенностью последнего выступает материал, из которого изготовлен корпус прибора. Он ферромагнитный.

Электромагнитное поле воздействует и на стержень внутри индукционного котла, и на корпус, который изнутри омывается теплоносителем. Обе части нагреваются, что приводит к более интенсивному и быстрому нагреву воды.

Модели ВИН от SAV отличаются именно используемым металлом в производстве корпуса. За счёт этого вес приборы сильно увеличивается. Но за счёт более интенсивного нагрева теплоносителя размеры котла можно уменьшить. Отсюда и более выгодные условия установки.

Полезное видео

В видео представлен сравнительный анализ индукционного электрического котла и ТЭНового.

Самодельные устройства

Простота конструкции и общедоступность элементов дают возможность изготовить индукционный котёл своими руками. Чем и пользуются современные Кулибины. Но давайте походить к изготовлению прибора с позиции безопасной его эксплуатации.

Этого можно добиться только в заводских условиях, где используются высококачественные материалы, сварка производится при требуемых параметрах с использованием расходных материалов, соответствующих нормативам технологического процесса.

В заводских условиях индукционный котёл подвергается контролю со стороны лабораторий, где проверяются сварные стыки, прочность болтовых соединений, прочих крепёжных изделий и плоскостей. На каждый прибор обязательно выдаётся сертификат качества, как подтверждение гарантий, выдаваемых производителем.

Именно этот документ необходимо требовать к предъявлению, когда стоит задача выбора. Понятно, что самодельные агрегаты такой документ не имеют, а значит, и гарантий на них никто не даёт. Это и есть огромный минус самодельных конструкций.