T-w-f.ru

Ремонт от TWF
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Индукционные котлы отопления: как сделать своими руками

Индукционные котлы отопления: как сделать своими руками

На текущий момент есть много методов, которые позволяют с минимальными затратами решить проблему отопления. И среди них довольно привлекательным вариантом следует назвать индукционные котлы. Сегодня их можно купить, а также сделать своими руками. Причем второй вариант более предпочтителен, так как он дает возможность владельцу немало сэкономить.

Дело в том, что при эксплуатации такого устройства индукционная энергия электричества расходуется наиболее рационально. В то же время этот прибор обладает такими достоинствами, как безопасность и экологическая чистота, поскольку во время его использования в атмосферу не поступает веществ, способных негативно повлиять на здоровье и окружающую среду.

Как это работает?

По своему исполнению изготовленный индукционный котел своими руками имеет вид электрического индуктора, конструкция которого представлена первичной и вторичной короткозамкнутыми обмотками. Задача внутренней обмотки заключается в создании вихревых токов за счет поступающей электроэнергии. Это приводит к появлению в ней электромагнитного поля, которое идет к вторичному короткозамкнутому витку, выполняющему роль корпуса и в то же время нагревательного элемента. Что касается вторичной обмотки, то она необходима для передачи полученной энергии к теплоносителю. В качестве последнего допустимо применять масло, антифриз и очищенную воду.

Если описать коротко, как именно работает индукционный котел отопления, то последний должен обеспечить поступление воды в нагревательное устройство.

После этого электроэнергия поступает на внутреннюю обмотку. Когда же создается напряжение, вихревые потоки переходят на вторичную обмотку, обеспечивая нагрев сердечника. По достижении всей поверхностью требуемой температуры теплоноситель начинает осуществлять обогрев путем распределения тепла.

Приступая к работе

Учитывая, что у используемого для отопления индукционного котла не содержится сложных элементов, сделать его своими руками под силу любому человеку, которому хотя бы раз приходилось работать кусачками и сварочным инвертором.

  1. Прежде следует подготовить сварочный инвертор с возможностью изменения тока.
  2. Также вам понадобятся куски катанки либо нержавеющей проволоки, которые должны иметь подходящие размеры — в диаметре 7 мм, а длиной — порядка 5 см.
  3. Чтобы сделать корпус нагревателя, вы должны раздобыть пластиковую трубу, имеющую диаметр около 5 см.
  4. Во время создания индукционного котла своими руками вам придется подключать устройство к сети отопления. Это невозможно сделать без соответствующих переходников. Подобные элементы позволят теплоносителю поступать охлажденным в котел, из которого он будет выходить уже нагретым.
  5. Расположите на дне пластиковой трубки сетки из стали с небольшими ячейками. Подобное решение поможет избежать выпадения маленьких фрагментов проволоки.
  6. Далее в трубу необходимо вставить куски проволоки, а затем закрепить на верхнем отверстии трубы дополнительную металлическую сетку.
  7. Для создания своими руками индукционной катушки нужно взять трубу и обмотать ее медным или эмалированным проводом. Это нужно делать так, чтобы кабель располагался очень плотно и аккуратно, а количество витков должно составлять порядка 90.

Итог выполненной работы:

Выполнив все перечисленные операции, у нас появится прибор, который только останется подключить к отопительной системе. Чтобы выполнить монтаж своими силами, потребуется вырезать кусок трубы, а затем вставить туда индукционный котел. После этого катушку подключают к инвертору, а в завершение пускают воду в систему. Имейте в виду, что для работы прибора система должна содержать теплоноситель.

Если котел начнет работу в отсутствие воды или иного теплоносителя, это может закончиться крайне плачевно. Из-за отсутствия охлаждения пластиковая труба расплавится, в результате чего вам придется все переделывать. Помимо этого нужно уделить внимание и заземлению нагревательного прибора, который вы изготовили своими руками.

Вихревой индукционный котел своими руками

При выполнении всех рекомендаций создать подобный тип индукционного котла своими руками не составляет большого труда. Правда, для этого придется подготовить немного больше инструментов.

Что необходимо?

Для этого потребуется трехфазный трансформатор и сварочный аппарат, которыми вы должны уметь пользоваться. Важным достоинством вихревого индукционного котла является то, что его конструкция не содержит стандартных узлов, неспособных справиться с интенсивной эксплуатацией. Поэтому здесь меньше шансов, что котел выйдет из строя.

Подобное можно отметить и в отношении разъемных соединений, которые не используются в этом приборе. Это полностью исключает риск появления протечки. К числу других достоинств, которыми обладает вихревой индукционный котел, следует отнести отсутствие сильного шума во время работы. Поэтому в плане выбора места для его монтажа нет никаких ограничений.

Как это работает?

Конструкция вихревого индукционного котла представлена парой труб. Для их объединения в единое изделие используют сварочный аппарат. В результате должен получиться круг. Подобный круг будет использоваться в качестве сердечника и в то же время нагревательного элемента. При создании обмотки ее располагают на пластиковом корпусе. Подобное решение поможет повысить эффективность и производительность прибора. Желательно оборудовать устройство прочным изоляционным чехлом, которое защитит от потерь тепла и утечки тока. При использовании подобного теплоносителя последний взаимодействует с упомянутой обмоткой, которая должна быть создана согласно схеме, используемой в простых индукционных установках.

Как выполнить монтаж и установку?

Не стоит торопиться с изготовлением вихревого индукционного котла своими руками. Прежде чем вы приступите к реализации этого замысла, вам следует уяснить ряд важных моментов:

  • эксплуатация индукционных нагревателей может осуществляться исключительно в сетях отопления закрытого типа. Причем здесь должно быть выполнено требование, касающееся наличия мотора, который обеспечит перемещение воздушных масс;
  • подобный индукционный отопительный прибор допускается применять в тех системах, где при изготовлении разводки были использованы полипропиленовые либо пластиковые трубы;
  • эксплуатация индукционного отопительного котла сопряжена с риском возникновения аварийных ситуаций. По этой причине во время установки он должен располагаться на некотором удалении от стены. Оптимальным считается расстояние, равное 30 см. Также нужно уделить внимание тому, насколько он удален от пола и потолка. В каждом из этих направлений допускается размещение устройства не ближе 80 см к указанным поверхностям;
  • следует позаботиться о том, чтобы в конструкции прибора был предусмотрен такой элемент, как подрывной клапан, который размещают на патрубке. Благодаря ему у вас будет возможность во время эксплуатации индукционного котла выпускать лишний воздух.

А стоит ли рисковать?

Естественно, процесс изготовления индукционного котла отопления своими руками сопряжен с определенными трудностями. Поэтому следует сразу приготовиться к тому, что это займет какое-то время и потребует достаточно сил с вашей стороны. Однако все же вы сможете добиться серьезной экономии. Дело в том, что ваши расходы на приобретение материалов будут небольшими. Все, что вам может потребоваться во время работы, вы можете легко найти в ближайшем строительном магазине. Важнее всего здесь то, что при соблюдении всех нюансов изготовления этого устройство оно сможет на протяжении 30 лет успешно справляться с возложенными на него функциями.

Чтобы конечный результат вас не разочаровал, выполняйте все операции в строго определенной последовательности и не спешите. Достаточно раз попробовать, и впоследствии вы перестанете считать, что такая работа, как изготовление индукционного котла для отопления своими руками не по силам рядовому владельцу.

Заключение

Несмотря на то что сегодня доступны немало методов, которые способны эффективно решать проблему обогрева частного дома, индукционные котлы отопления могут стать одним из таких вариантов. Причем нет особой необходимости обращаться к специалистам, так как любой может сделать этот отопительный прибор своими руками. Однако не стоит ожидать, что это будет легко. Придется запастись необходимыми материалами и инструментами. Также не помешают здесь и советы других умельцев, у которых имеется опыт в создании такого рода устройств.

Особое внимание следует уделить грамотной установке индукционного котла отопления. Ведь в противном случае вы создадите опасную ситуацию для себя и людей, проживающих в доме, где установлен этот прибор. К тому же ошибки при выборе места для такого котла отопления не позволят демонстрировать ему максимальную эффективность. Не стоит бояться того, что у вас не получится с первого раза сделать правильно индукционный котел отопления.

Если у вас возникнут вопросы, не бойтесь обращаться с ними к более опытным коллегам, ведь сегодня Интернет готов прийти на помощь каждому. И не нужно бояться этой задачи, ведь преимущества, присущие этому прибору, в полной мере окупят время и деньги, которые были потрачены на его изготовление и установку. Причем самодельный индукционный котел отопления поможет вам экономить деньги и во время его эксплуатации.

Индукционные котлы отопления: устройство, принцип работы и способы изготовления своими руками

Прочно утвердившись в промышленности, в частности в металлургическом производстве и ювелирном деле, технология индукционного нагрева стала проникать и в бытовую сферу.

Сначала появились индукционные плиты и варочные поверхности, удивившие мир своей экономичностью, теперь же нам предлагают работающие на этом же принципе отопительные приборы.

Как работают индукционные котлы для отопления дома, и каким образом подобное устройство можно изготовить самостоятельно?

Устройство и принцип работы котла

При пропускании электрического тока через токопроводящий материал в последнем происходит выделение тепла, мощность которого прямо пропорциональна силе тока и его напряжению (закон Джоуля Ленца). Вызвать протекание тока в проводнике можно двумя способами. Первый состоит в его непосредственном подключении к источнику электричества. Этот способ будем называть контактным.

Второй – бесконтактный – был открыт Майклом Фарадеем в начале19-го века. Ученый выяснил, что при изменении параметров магнитного поля, пересекающего проводник, в последнем появляется электродвижущая сила (ЭДС). Это явление получило название электромагнитной индукции. Где есть ЭДС – там будет и электроток, а значит и нагрев, причем в данном случае бесконтактный. Такие токи называют наведенными или вихревыми или токами Фуко.

Индукционный котел отопления принцип работы

Вызвать электромагнитную индукцию можно по-разному. Проводник можно перемещать или вращать в постоянном магнитном поле, как это делается в современных электрогенераторах. А можно менять параметры самого магнитного поля (интенсивность и направление силовых линий), оставляя при этом проводник неподвижным.

Подобные манипуляции с магнитным полем стали возможными благодаря еще одному открытию. Как выяснил Ханс-Кристиан Эрстед в 1820-м году, намотанный в виде катушки провод при подключении к источнику тока превращается в электромагнит. Меняя параметры тока (силу и направление), мы добьемся изменения параметров генерируемого данным устройством магнитного поля. При этом в проводнике, находящемся в этом поле, будет возникать электрический ток, сопровождающийся нагревом.

Ознакомившись с этим несложным теоретическим материалом, читатель наверняка уже представил себе в общих чертах устройство индукционного котла отопления. Действительно, он имеет довольно простую конструкцию: внутри экранированного и теплоизолированного корпуса имеется труба из особого сплава (можно использовать и сталь, но характеристики при этом будут чуть хуже), установленная в гильзе из диэлектрического материала, на гильзу в виде катушки намотана медная шина, подключаемая к электросети.

Котел индукционный после монтажа

Посредством двух патрубков труба врезается в систему отопления, в результате чего по ней будет протекать теплоноситель. Переменный ток, протекающий через катушку, создаст переменное магнитное поле, которое в свою очередь наведет вихревые токи в трубе. Вихревые токи обусловят нагрев стенок трубы и частично теплоносителя по всему объему, заключенному внутри катушки. Для более быстрого нагрева вместо одной трубы может быть установлено несколько параллельных трубок меньшего диаметра.

Читать еще:  Схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией

Читатели, осведомленные о стоимости индукционных котлов, конечно, заподозрили, что в их конструкции имеется еще что-нибудь. Ведь не может теплогенератор, состоящий только из трубы и куска провода, стоить в 2,5 – 4 раза дороже ТЭНового аналога. Чтобы нагрев был достаточно интенсивным, через катушку нужно пропускать не обычный ток из городской сети с частотой 50 Гц, а высокочастотный, поэтому индукционный котел оснащается выпрямителем и инвертором.

Выпрямитель превращает переменный ток в постоянный, затем он подается на инвертор – электронный модуль, состоящий из пары ключевых транзисторов и управляющей схемы. На выходе инвертора ток снова становится переменным, только с уже гораздо большей частотой. Такой преобразователь имеется не во всех моделях индукционных котлов, некоторые из них все-таки работают на частоте в 50 Гц. Однако, применение высокочастотного переменного тока позволяет значительно уменьшить размеры устройства.

Принцип электромагнитной индукции

В различных описаниях авторы указывают на сходство индукционного котла с трансформатором. Это вполне справедливо: катушка из провода играет роль первичной обмотки, а труба с теплоносителем – замкнутой накоротко вторичной обмотки и одновременно магнитопровода.

Почему же тогда трансформатор не греется? Дело в том, что магнитопровод трансформатора выполнен не из цельного элемента, а из множества изолированных друг от друга пластин. Но даже эта мера не способна полностью предотвратить нагрев. Так, например, в магнитопроводе трансформатора напряжением 110 кВ в режиме холостого хода выделяется ни много ни мало 11 кВт тепла.

Индукционная печь считается безопасным методом обогрева помещения. Ее можно либо купить, либо изготовить самостоятельно. Индукционная печь своими руками: принцип действия, конструкции и параметры, читайте далее.

О разновидностях кварцевых обогревателей читайте тут.

КПД индукционного водонагревателя равняется 97-98%, а это значит, что при его использовании можно экономить до 50% электроэнергии. Здесь https://4air.ru/otopitelnoe-oborudovanie/vodonagrevateli/indukcionnyj-vodonagrevatel.html вы можете узнать больше о плюсах и минусах данного прибора.

Электрический индукционный котел отопления своими руками

Сделав индукционный котел самостоятельно, вы сэкономите внушительную сумму, так что попробовать стоит. Вот что нам понадобится:

  • Толстостенная полипропиленовая труба с внутренним диаметром 50 мм.
  • Две муфты того же диаметра и два переходника с 50 мм на диаметр существующей отопительной системы.
  • Паяльник для сварки полипропилена.
  • Стальная или капроновая мелкоячеистая сетка.
  • Нержавеющая проволока диаметром 7 мм.
  • Инвертор от самого дешевого сварочного аппарата с током сварки 15 А или выше и возможностью его плавного регулирования.
  • Медный эмалированный провод сечением от 2 кв. мм (по 1 кв. мм на каждые 8 А тока).

Далее действуем следующим образом:

  1. Из сетки аккуратно вырезаем два круга с диаметром, соответствующим наружному диаметру пластиковой трубы.
  2. Трубу и муфту необходимо разогреть на паяльнике. Затем нужно быстро уложить на торец трубы круг из сетки, а следом надеть муфту.
  3. Развернув полипропиленовую трубу вертикально сеткой вниз, ее необходимо заполнить кусками нержавеющей проволоки длиной 40 – 50 мм.
  4. Когда труба будет заполнена, на свободный ее конец необходимо установить вторую муфту с сеткой. Обе сетки нужны для удержания проволоки внутри «котла».
  5. В муфты также с помощью паяльника устанавливаем переходники на нужный нам диаметр.
  6. Остается намотать на трубу 90 витков эмалированного медного провода и подключить получившуюся катушку к инвертору.

После включения устройства в сеть проволока внутри начнет нагреваться, а вместе с ней и теплоноситель.

Примеры конструкций самодельных вариантов

Сделать самодельный индукционный котел отопления можно и несколько по-иному. В видоизмененной конструкции нагревателем будет выступать стальная труба, по которой течет теплоноситель (как и в моделях заводского изготовления). На полу следует прочно закрепить (приклеить или замонолитить в стяжку) вертикально установленную гильзу из пластиковой трубы достаточно большого диаметра.

Самодельный индукционный нагреватель

Ввод трубы от контура отопления в гильзу осуществляем через боковое отверстие в нижней части, далее – вертикальный участок, который по выходе из гильзы подсоединяем ко входу в отопительный контур. Провод-индуктор наматываем на гильзу. Этот вариант самодельного котла имеет меньшее гидравлическое сопротивление, чем вышеописанный.

Изготавливают котлы с тороидальной обмоткой, которые являются наиболее эффективными. Для создания такой модели надо из трубы выполнить кольцо (можно соединить сваркой два полукруглых отрезка), которое будет играть роль сердечника-нагревателя. Провод наматывается на пластиковый корпус. Последний желательно оклеить теплоизоляцией.

Особенности установки и эксплуатации

Помните, что обмотка котла будет вызывать нагрев любого металлического элемента, оказавшегося в излучаемом ею магнитном поле.

Поэтому устройство следует размещать не ближе 80 см от пола или потолка и хотя бы в 30-ти см от стен и других приборов.

Для обеспечения надлежащего теплоотвода рабочая среда должна перекачиваться циркуляционным насосом, естественной циркуляции может оказаться недостаточно.

В особенности это касается варианта с нагревателем в виде проволочных обрезков.

Перед его включением необходимо убедиться в наличии теплоносителя – если устройство запустить «в сухую», полипропиленовая труба быстро расплавится.

Отзывы

Данное оборудование особой популярности пока не приобрело. Многие считают такую покупку неоправданной, ведь ТЭНовый котел стоит гораздо дешевле.

Индукционный котел мощностью 7,5 кВт можно купить за 9,2 тыс. руб., в то время как индукционный на 5 кВт обойдется в 40 тыс. руб.

Как видно из примера, цена на индукционный котел отопления и правда, высокая.

Да, ТЭНы иногда перегорают, но стоит такой элемент всего 1 тыс. руб., а что касается хлопот с заменой – за разницу в 31 тыс. можно и повозиться.

Некоторые преимущества индукционных котлов в сравнении с ТЭНовыми пользователи считают мнимыми. Так, например, ТЭНовые котлы вовсе не теряют 40% мощности через 4 года эксплуатации, как уверяют продавцы индукционных котлов. Не очень-то страдают они и от накипи, ведь в системе отопления используется, как правило, обессоленная вода.

Что же имеем в сухом остатке? Кое-какие достоинства у индукционных котлов все же есть. Прежде всего, знатоки отмечают их «неубиваемость»: агрегатам не страшны попадание молнии и даже такая неприятность, как отгорание нулевого провода на подстанции. К преимуществам можно причислить и значительную площадь контакта теплоносителя с нагревателем, которая в тысячи раз превосходит аналогичный параметр для ТЭНовых котлов.

Соответственно, увеличивается скорость нагрева рабочей среды. Привлекает и то, что ничего не нужно устанавливать внутрь теплообменника. А раз не нарушается его целостность – значит и протечки исключены.

Следует учитывать, что воду в системе отопления можно использовать не всегда. Вот что пишет один из пользователей: «Зимой часто приходится надолго уезжать из дома. Воду оставлять в системе отопления нельзя – разорвет, а использовать антифриз не было возможности, так как для ТЭНового котла, который у меня на тот момент стоял, подходит только специальная его разновидность. Систему каждый раз приходилось дренировать, а по возвращении – снова заполнять. Поменял котел на индукционный – теперь могу заливать в систему хоть масло, хоть антифриз любой марки и состава – котлу все равно».

Отопление электричеством обходится недешево, но иногда иного варианта просто нет. Индукционный котел обойдется дорого, но сделать его самостоятельно можно практически без вложений. Индукционный котел отопления своими руками: инструкция по изготовлению.

Какая дровяная печь лучше металлическая или кирпичная? Ответ на этот вопрос вы найдете в следующей теме.

Как сделать индукционный котел отопления своими руками

Бытовые и промышленные отопители, работающие по принципу индуктивного нагрева появились сравнительно недавно, но быстро составили серьезную конкуренцию старым модификациям с традиционными нагревательными элементами. При аналогичной теплопроизводительности они расходуют меньше энергоресурсов и способны быстрее нагреть отопительный контур, кроме того, их допустимо эксплуатировать совместно с низкокачественным теплоносителем. Используя навыки электромонтажа, можно изготовить котел индукционного отопления своими руками, а чертежи, схемы и описание монтажа помогут собрать отопитель из доступных расходных материалов.

Устройство индукционного котла отопления

«Индукционник» состоит из сердечника, тороидальной обмотки, генератора высоких частот и вспомогательных элементов. Первый выполняет роль теплообменника: нагреваясь он отдает тепло воде или другой жидкости, протекающей через отопитель. Силовой провод расположен вокруг сердечника таким образом, что вихревые токи, возникающие в металле, вызывают его нагрев. Изготавливают элемент из медного проводника большого сечения.

Обмотку подключают к генератору высокочастотных импульсов, за счет которого получают ток заданной частоты. Управляет процессом электронный блок, который отслеживает степень нагрева и может, в случае нештатной ситуации, аварийно отключить прибор. Закрыт отопитель теплоизоляционным материалом и внешней декоративной оболочкой. Корпус защищает оператора от получения ожогов и электротравм при возможном повреждении изоляции.

Виды котлов

Производители выпускают 2 типа отопительных «индукционников». Первые получили маркировку SAV. Индуктор этих аппаратов представляет первичную обмотку. Он воспринимает ток частотой 50 Гц. Система короткозамкнутых труб, наполненная теплоносителем, представляет вторичную обмотку, совмещенную с теплообменником. Последний нагревается при воздействии вихревых токов. Ввиду ограниченности частот, отопители этого типа не делают мощнее 50 кВт. Подключают их в одно- и трехфазную сеть.

Второй тип электрокотлов — ВИН. Их теплообменник изготовлен из ферромагнитного сплава, способного отменно перемагничиваться, вызывая сильное нагревание. Кроме того, ток, поступающий в обмотку, является высокочастотным. Этим достигается большая эффективность и экономичность отопителя. Котлы этого типа изготавливают мощностью до 500 кВт.

При монтаже «индукционника» учитывают, что он может создавать помехи в работе различных бытовых приборов. Как правило, электрокотел устанавливают за несколько метров от них.

Как работает индукционный котел

Принцип действия отопителя и других электронагревателей основан на способности токопроводящих материалов повышать свою температуру под действием вихревых токов, получаемых в результате электромагнитной индукции. Последнюю создает высокочастотное переменное напряжение, проходящее по первичным виткам аппарата, собранных в катушку.

Функцию вторичного приемника выполняет нагревательный элемент, помещенный внутрь теплообменника. В нем под действием сильного магнитного поля высвобождается тепловая энергия хаотического движения атомов. Действовать установка может и на промышленной частоте, используемой в обычной электросети. Но эффективность нагрева будет невысокой, а сам процесс будет сопровождаться повышенным шумом и вибрацией. Оптимальной частотой считается показатель, превышающий порог в 10 кГц. В таком режиме работы гул пропадает, а вибрация становится неощутимой и повышается КПД.

Как сделать индукционный котел отопления своими руками для отопления дома

«Индукционники» различной производительности в свободном доступе представлены на рынке климатической техники, но стоимость их существенно завышена. Это вынуждает умельцев собирать отопители из доступных компонентов. Чтобы не паять сложные электронные схемы, делают индукционные котлы отопления своими руками из инверторов, сварочного аппарата или кухонных плит, работающих на принципе индукции.

Из индукционной плитки

Обычный кухонный прибор можно использовать для создания электрокотла. У мастера есть 2 способа, как реализовать проект. Тем, кто не хочет вникать в тонкости процесса и создавать сложные конструкции, подойдет использование электроприбора по прямому назначению. Для этого на него устанавливают закрытую нагревательную емкость со входным и выходным патрубками. Последние подключают к отопительному контуру, а нагрев будет происходить аналогично кипячению воды в кастрюле.

Второй способ более сложен в реализации. Для этого придется прибор полностью разобрать и извлечь необходимые элементы. Мастеру понадобятся медный сердечник для изготовления катушки и блок управления для питания силовой части. Однако такой прием имеет несколько недостатков:

  1. Подбор величины индукции самодельной конструкции. Мастеру понадобится опытным путем определить количество витков, соответствующее оптимальному. Только в этом случае работа будет максимально эффективной.
  2. Несоответствие системы управления. Контроллер плитки не рассчитан на работу в составе котловой автоматики. Он будет по времени отключать нагрев, даже если теплоноситель не достиг заданной температуры.
Читать еще:  Коллектор отопления в котельной, коллекторная группа теплого пола

Мощность большинства индукционных плит не превышает порога в 2,5 кВт, что не позволяет их задействовать при изготовлении котлоагрегата большой производительности.

Из инвертора

Преобразователь постоянного напряжения в переменное может служить источником высокочастотного сигнала для сборки «индукционника». Прибор подбирают или изготавливают соответствующей мощности, способной генерировать достаточное количество тепла. Мастеру также понадобится первичная катушка и блок конденсаторов.

Обмотку изготавливают из медной трубы или проволоки в керамической изоляции. В первом случае по катушке можно пустить воду для охлаждения и дополнительного отбора тепла. Элемент сворачивают вокруг цилиндра подходящего диаметра. В зависимости от мощности прибора понадобится не менее 5-6 витков. Края катушки подключают к блоку конденсаторов и инвертору напряжения.

С питанием от сварочного аппарата

Функцию частотного генератора может выполнять современный сварочный агрегат. Он способен генерировать ток с частотой 20-50 кГц, что отлично подходит для создания «индукционника». Последовательность изготовления:

  1. К отрезку пластиковой трубы диаметром 2 дюйма и длиной 0,6 м приклеивают полоски текстолита, на которые наматывают обмотку из 50-100 витков медной проволоки в эмалевой изоляции. Между отдельными кольцами оставляют не менее 5 мм.
  2. В трубу насыпают куски нержавеющей проволоки.
  3. С двух концов припаивают полипропиленовые переходники размером, соответствующим присоединительным фитингам отопительного контура.
  4. Обмазывают катушку эпоксидкой для обеспечения надежной электроизоляции.
  5. Края обмотки подключают к выводам сварочного инвертора. Их необходимо сделать самостоятельно, подключив проводники в точки, где напряжение еще не выпрямлено.
  6. Все элементы устанавливают в шкаф, который закрепляют на стене. Выполняют все необходимые подключения.

Для автоматизации процесса нагрева можно подключить сварочный аппарат через силовое реле или контактор, управляемые термостатом. Такая связка позволит включать и отключать агрегат при достижении заданных температур.

Важные рекомендации по сборке

При сборке «индукционника» следует учесть, что располагать его желательно вертикально. Такая компоновка обеспечит более равномерный прогрев и циркуляцию теплоносителя. Стоит принимать во внимание, что самодельный агрегат получится больше по габаритам и тяжелее, чем ТЭНовый. Это накладывает определенные ограничение на выбор места установки.

В самодельном котле необходимо предусмотреть элементы защиты от превышения давления и завоздушивания. Первое может привести к разрыву трубопроводов, а второе — к перегреву конструкции и возгоранию. Давление контролируют сбросными клапанами или электроконтактными манометрами, а за наличием теплоносителя внутри агрегата следят специальные датчики.

Если у мастера есть необходимый запас знаний в области электроники, то, после проработки нескольких конструкций, можно получить хороший котлоагрегат. Однако большинство умельцев выбирают более простые пути решения поставленной задачи. Кроме того, может помочь в сборке индукционного котла отопления своими руками в частном доме видео процесса, записанное опытными электронщиками.

Индукционный котел отопления: принцип работы и устройство своими руками

В процессе планирования устройства отопительной системы на даче или в загородном доме многие пытаются решить проблему чрезмерных расходов на энергоносители путем установки индукционного котла отопления. Кроме экономии электроэнергии его устройство таково, что позволяет обходиться без вредных выбросов в окружающую среду и не представляет никакой опасности в процессе использования. Немаловажным аргументом в его пользу является и возможность его самостоятельного конструирования. В данной статье мы рассмотрим, что такое индукционный котел отопления: все про принцип работы + 2 варианта устройства своими руками. Кроме того, нам станут очевидны его преимущества перед обычными электрическими котлами и газовыми агрегатами.

Устройство индукционных котлов

В основу внутреннего устройства такого котла включен индуктор (трансформатор). Обычные бытовые индукционные котлы немного отличается от аналогичных промышленных с цилиндрической системой обмотки. В компактных котлах бытового назначения применяется медная обмотка тороидального типа.

Внешний корпус агрегата выполнен из окрашенного металла, затем идет толстый слой тепло- и электроизоляции, внутри которой находится сердечник с двойной стенкой. Он изготовлен из особой ферромагнитной стали и имеет толщину стенок не менее 10 мм. Тороидальная обмотка, которая намотана на сердечнике – это первичная обмоткой. Именно в ней происходит преобразование энергии электрического поля в магнитное, которое создает вихревые токи. Уже их энергия переносится на вторичную обмотку. В роли вторичной обмотки выступает корпус контура, который под действием этой энергии выделяет большое количество тепла, передающегося теплоносителю. Тороидальная обмотка позволяет создавать агрегаты с небольшим весом и габаритами.

Принцип действия индукционных котлов

В стандартную комплектацию обычно входит сам котел, совершенно необходимый полупроводниковый преобразователь, называемый инвертором, автоматические выключатели, терморегулятор электронный. Сам температурный датчик находится внутри корпуса котла.

Работа индукционных котлов базируется на принципе электромагнитной индукции. Его суть в том, что электроэнергия, потребляемая из сети, создает электромагнитное поле. Теплоноситель подается внутрь котла котел через водный патрубок, который приварен внизу. Переменный ток частотой 20 кГц поступает на котел через инвертор. При включении этого прибора ток протекает через тороидальную обмотку котла. При этом стальной сердечник всего за 7 минут нагревается до температуры 750 градусов.

Произведенное тепло передается теплоносителю, циркулирующему внутри контура. Быстрый нагрев жидкости создает конвекционные потоки. Это означает, что разогретый теплоноситель сильно расширяется и устремляется вверх по конструкции котла и далее в саму систему отопления. Часто этого бывает достаточно, чтобы происходила полноценная работа бытового котла, имеющего среднюю протяженностью отопительного контура. Такой метод позволяет достаточно быстро обогревать всю систему, но для лучшей циркуляции нужно дополнительно устанавливать обычный циркуляционный насос.

Благодаря применению принципа магнитной индукции, разогрев теплоносителя в таких котлах происходит гораздо быстрее, чем в агрегатах с тэнами, а потери тепла минимальны. На сердечнике почти не возникает накипь, какой бы жесткой и известковой не была вода.

Это происходит потому, что вихревые потоки вынуждают сердечник вибрировать, не позволяя образоваться накипи. Одновременно, вскипающие у его тела пузырьки, очищают поверхность сердечника. По причине герметичности всей системы, теплоноситель забирает максимальное (98%) количество выделяемой тепловой энергии. Таким образом, эти параметры очень сильно увеличивают КПД котла, что положительным образом сказывается на его экономичности и сроках эксплуатации.

Плюсы и минусы индукционных котлов

Индукционные котлы обладают рядом безусловных преимуществ перед обычными котлами на ТЭНах:

  • Стабильные показатели КПД до 99% практически весь срок эксплуатации.
  • Отсутствие нагревающихся элементов, что значительно продлевает срок применения устройства.
  • Отсутствие двигающихся элементов, что полностью исключает механический износ и необходимость замены комплектующих.
  • Отсутствие разъемных внутренних соединений не дает возможность возникновения течи.
  • Полная доступность работы даже при постоянном токе либо низком напряжении в сети.
  • Очень быстрый нагрев до нужной температуры теплоносителя (5 – 7 мин).
  • Достаточно высокая степень электро- и пожаробезопасности, соответствующая классу II за счет использования сердечника, не связанного напрямую с индуктором.
  • Отсутствие необходимости установки дымохода и предоставления под котел отдельно расположенного помещения. Для установки данной системы нет потребности в привлечении высококвалифицированных специалистов.
  • Нормативный срок эксплуатации прибора до 25 лет и даже более. Он напрямую зависит от герметичности запаянного внешнего шва и от большой толщины металлических труб для сердечника. Ему не нужны никакие профилактические работы в течение всего срока эксплуатации.
  • Котел может использовать все доступные жидкие теплоносители: масло, вода, антифриз, этиленгликоль без какой-либо предварительной подготовки.
  • Менять отработку теплоносителя можно всего один раз в 10 лет.
  • Хорошая защита от перегрева и различных аварий, бесшумность в ходе работы.
  • На котлах установлены электронные автоматизированные системы управления.
  • Внутри контура отсутствует накипь.
  • Возможность подключения котла к любым отопительным системам закрытого типа.
  • Минимально возможный прогрев теплоносителя – 35°С.

Но у индукционных котлов есть недостатки, как перед другими отопительными приборами, так и по индивидуальным специфическим параметрам.

  • Такие котлы можно подключить только к закрытому контуру отопления, очень часто с принудительной циркуляцией теплоносителя
  • Достаточно большой вес котла при довольно небольших размерах. Вес котла мощностью 2,5 кВт составляет не менее 23 кг при полной высоте 45 см и диаметре 12 см.
  • Большая, чем у других котлов цена, которая обусловлена наличием дорогостоящей детали – инвертора.
  • Генерируемые на расстояние в несколько метров от котла радиопомехи в длинноволновом, средневолновом и даже УКВ-диапазоне. Они не оказывают воздействия на человеческий организм, но их хорошо чувствуют домашние животные и электронная аппаратура.

Установка индукционного котла и системы управления к нему

Установка таких котлов возможна только в закрытую систему отопления. Это требует наличия расширительного бачка-экспанзомата и насоса для принудительной циркуляции теплоносителя.

Согласно инструкции, индукционный котел выставляется строго вертикально. После этого, к нижнему патрубку ввода подключается обратная труба контура отопления. Выходной патрубок расположен в верхней части устройства (сбоку или сверху). На него закольцовывается подающий трубопровод.

Вес монтируемого котла достаточно серьезный, поэтому креплениям нужно уделить самое особое внимание. Они должны быть очень надежными с учетом того, что при работе котла его вес значительно увеличится за счет поступающего внутрь теплоносителя. Боковое расстояние от котла до окружающих предметов и стен – 300 мм. Расстояние до пола и потолка – 800 мм и не меньше. Важным и обязательным условием при монтаже таких котлов является их заземление. С ним возможно использовать, как металлические, так и металлопластиковые трубы.

Рядом с выводным патрубком встраивается группа приборов безопасности: подрывной клапан, манометр, воздухоотводчик. Расширительный бачок устанавливается на удобном участке обратной трубы системы. Запорная арматура главным образом монтируется уже после группы безопасности.

Монтаж всей системы управления, а также самого котла нужно производить в соответствии с существующими правилами и нормами ПУЭ, схемами и условиями, содержащимися в имеющемся в комплекте техническом паспорте.

Примеры самодельных конструкций

Если вы не собираетесь использовать индукционный котел для осуществления главного отопления в частном доме, а хотите оборудовать им дачу или гараж, то вы можете попытаться сконструировать его самостоятельно. Существует два варианта, как это сделать.

Первый вариант

Для его реализации понадобятся куски пластиковых труб и сварочный инвертор. Имея элементарные знания в области физики и умея пользоваться кусачками, можно самостоятельно смастерить элементарную индукционную модель. Для этого нужно приобрести уже созданный высокочастотный сварочный инвертор с плавной регулировкой мощности тока до 15 ампер или даже выше. Для обогрева большой площади лучше выбрать гораздо более мощный аппарат. Еще понадобится катанка из нержавеющей стали либо обычные отрезки стальной проволоки. Это нужно для выполнения роли нагреваемого элемента. Их длина – около 50 мм, при диаметре 7 мм.

Важной составляющей является медная проволока, которую можно без проблем приобрести в любом тематическом магазине. Не следует использовать обмотку со старых катушек. Корпус, являющийся основой индукционной катушки – это одновременно часть трубопровода, поэтому его можно изготовить из пластиковой трубы с толстыми стенками. Ее внутренний диаметр должен быть 50 мм. К этому корпусу крепят два выходных патрубка для поступления холодного и отдачи горячего теплоносителя. Все внутреннее пространство корпуса нужно полностью заполнить отрезками проволоки и закрыть металлической сеткой, чтобы они не высыпались.

Читать еще:  Выбор котла отопления для частного дома подбор по площади, по мощности, как подобрать по параметрам отопительный котел

Индукционную катушку делают следующим образом: вокруг уже ранее приготовленной пластиковой трубы постепенно наматывают покрытый эмалью медный провод. Понадобится примерно 90 витков. Получившееся самодельное устройство требуется подключить к трубопроводной сети. Из трубопровода вырезают небольшой участок трубы, а вместо него устанавливают самодельный индукционный котел. Его подключают через инвертор и просто запускают воду.

Второй вариант

Это вариант предусматривает использование трехфазного трансформатора с возможностью и фиксации. Кроме того, понадобится еще и сварочный аппарат. Для изготовления устройства нужно сварить две трубы таким образом, чтобы они были похожи на бублик в разрезе. Эта конструкция выполняет, как проводниковую, так и нагревательную функции. Потом наматывают обмотку, непосредственно на корпус котла в целях его более эффективной работы, несмотря на небольшой вес и размеры. Здесь используется стандартная схема нагрева теплоносителя: он получает большое количество тепловой энергии при контакте с обмоткой.

Схема изготовления такой конструкции несколько сложнее, чем в первом варианте. Котел оборудуется двумя патрубками, как для входа холодного теплоносителя, так и для выхода нагретого. Если придумать и самостоятельно соорудить защитный кожух, то можно минимизировать тепловые потери.

Особенности самостоятельной установки и эксплуатации самодельных котлов

Как и в случае котлов, произведенных на заводе, для монтажа самодельной индукционной установки может подойти только отопительная система закрытого типа. В ее состав должен входить центробежный насос, который создает постоянную циркуляцию теплоносителя внутри отопительной системы. Распространенные сегодня пластиковые трубопроводы как нельзя лучше подходят для установки самодельного индукционного котла. Все нормативы, относящиеся к установке магазинных котлов, должны соблюдаться в полной мере и в данном случае. Если установить на систему органы управления и приборы безопасности, то ваша самодельная установка будет мало чем уступать своим заводским собратьям.

Хотя изготовить такой прибор достаточно сложно, и лучше не браться за это дело, не имея «прямых рук», эксплуатировать ее одно удовольствие. Ведь вместе с удобством эксплуатации мы получаем еще и серьезную экономию электроэнергии.

Как сделать простой индукционный нагреватель для отопления

Идея нагревать металл вихревыми токами Фуко, возбуждаемыми электромагнитным полем катушки, отнюдь не нова. Она давно и успешно эксплуатируется в промышленных плавильных печах, кузнечных мастерских, бытовых нагревательных приборах – плитах и электрокотлах. Последние довольно дороги, так что домашние умельцы не оставляют попыток сделать индукционный нагреватель воды своими руками. Наша задача – рассмотреть работоспособные варианты самодельных устройств и разобраться, можно ли применять их для отопления дома.

  • 1 О принципе индуктивного нагрева
  • 2 Варианты самодельных устройств
    • 2.1 Изготавливаем нагревательный элемент из трубы
    • 2.2 Как собрать индукционный котел
  • 3 Выводы и рекомендации

О принципе индуктивного нагрева

Для начала разъясним, как функционируют электрические индукционные нагреватели. Переменный ток, проходя по виткам катушки, образует вокруг нее электромагнитное поле. Если поместить внутрь обмотки сердечник из магнитящегося металла, то он станет нагреваться вихревыми токами, возникающими под воздействием поля. 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 далее на фото.

Катушка-индуктор нагревает железную трубу, которая передает тепло протекающей воде

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.

Здесь сердечником служит посуда из магнитного металла

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 в интернет-магазинах. 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 индукционный 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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector