Индукционный котел отопления своими руками: инструкция по монтажу, цена, видео, фото

Как сделать индукционный котел своими руками

Индукционные отопительные котлы появились в продаже недавно и сразу составили конкуренцию привычным электрокотлам с ТЭНами. При схожих размерах и потребляемой мощности индукционные нагреватели способны значительно быстрее прогреть систему, кроме того, они могут работать в системах с низким качеством теплоносителя и реже требуют обслуживания. Применив знания в электротехнике и смекалку, можно сделать индукционный котел отопления своими руками.

Принцип действия

В основе действия индукционных котлов и других нагревательных приборов этого типа лежит способность токопроводящих материалов нагреваться под действием вихревых токов, создаваемых в результате электромагнитной индукции.

Источником индукции служит высокочастотный переменный ток, проходящий по первичной обмотке нагревательного прибора, выполненной в виде катушки. Нагревательный элемент, помещенный внутрь катушки, играет роль вторичной короткозамкнутой обмотки. В нем происходит преобразование электромагнитной энергии в тепловую.

Вихревые токи возникают и при промышленной частоте 50 Гц, но эффективность нагревателя при этом будет невысока, а работа прибора будет сопровождаться сильным гулом и вибрацией. При повышении частоты до 10 кГц и выше шум исчезает, вибрация становится неощутимой, а нагрев усиливается.

Устройство

Промышленный индукционный котел состоит из сердечника, роль которого играет теплообменник, вокруг которого намотана тороидальная обмотка, подключенная к высокочастотному преобразователю. При прохождении по обмотке тока создается переменное электромагнитное поле, в результате которого возникают вихревые токи, проходящие через сердечник.

Обмотка подключена к высокочастотному преобразователю, в котором сигналом с блока управления создается ток необходимой частоты. Современные котлы имеют высокий уровень автоматизации, позволяющий не только создать оптимальный режим нагрева теплоносителя, но и отключить устройство в случае аварийной ситуации.

Внутри сердечника-теплообменника находится теплоноситель. Под воздействием вихревых токов он нагревается до высоких температур. За счет разницы между температурой теплоносителя на входе и на выходе, из котла циркуляция теплоносителя по системе происходит непрерывно, даже без подключения насоса. Поэтому индукционные котлы можно использовать в системах с принудительной и естественной циркуляцией.

Теплоносителем может быть как вода, так и антифриз, тосол, масло. Качество жидкости при этом не имеет значения: постоянная вибрация системы, неощутимая человеком, делает невозможной осаждение накипи и других примесей на стенках теплового контура.

Внешняя оболочка — металлический корпус, оснащенный системой тепловой и электрозащитной изоляции.

Форма котла может быть любой, как и способ его установки: благодаря отсутствию бака внутри котла его размеры обычно невелики, а масса не превышает 50 кг.

Индукционный котел нельзя даже кратковременно включать в работу без заполнения системы теплоносителем! Может произойти перегрев котла и выход из строя его элементов!

Достоинства:

  • Высокий КПД. Большинство производителей называют цифры 95-98%;
  • Большой выбор моделей различной мощности на однофазное напряжение

220 В или трехфазное

380 В;

  • Быстрый прогрев системы отопления при запуске;
  • Могут работать с любым теплоносителем;
  • Контур, по которому внутри котла проходит теплоноситель, абсолютно герметичен, что исключает протечки и связанные с ними неисправности;
  • Длительная работа без образования накипи и отложений. Именно это явление со временем снижает эффективность котлов с ТЭНами и служит частой причиной их поломки из-за перегрева нагревательных элементов;
  • Срок службы, заявленный производителями — от 25 до 30 лет.
  • Не лишены нагреватели и недостатков, наиболее значимый из которых — высокая цена. Этот фактор обычно побуждает рачительного хозяина собрать самодельный индукционный котел из подручных материалов и приборов. Несмотря на сложность процессов, происходящих в котлах такого типа, возможно создать конструкцию, не отстающую по основным параметрам от котла промышленного изготовления, и сделать индукционный котел своими руками.

    Котел с питанием от сварочного инвертора

    Конструкция такого самодельного котла довольно проста. Наиболее сложный для самостоятельного выполнения блок, требующий знаний основ электроники и электротехники — высокочастотный преобразователь. Его функцию отлично выполняет сварочный инвертор современного типа, способный выдавать выходной сигнал с частотой 20-50 кГц.

    Кроме этого для монтажа потребуются:

    • медная проволока в эмалевой изоляции диаметром 1-1,5 мм;
    • изолированный провод с клеммами для подключения обмотки к инвертору;
    • обрезки проволоки из нержавейки диаметром 3-5 мм, длиной 5 см;
    • мелкая сетка из нержавейки;
    • отрезок водопроводной трубы из шитого полиэтилена или полипропилена для систем ГВС и отопления с диаметром 50 мм и толщиной стенки 8,4 мм, длина — 1 м;
    • переходники с трубы 50 мм на трубы, задействованные в существующей или проектируемой системе отопления, тройник для подключения аварийного клапана и два шаровых вентиля;
    • полосы текстолита для крепления обмотки;
    • эпоксидный клей для изоляции обмотки;
    • корпус самодельного котла, его можно сделать из распределительного металлического или пластикового шкафа, в который можно установить инвертор и закрепить нагревательный элемент.

    Последовательность сборки и монтажа элементов:

    1. На отрезок полипропиленовой трубы диаметром 50 мм с помощью эпоксидного клея крепят 4 полосы из текстолита шириной 8-10 мм, отступив от концов трубы по 70-100 мм. На них будет намотана обмотка. Для закрепления крайних витков обмотки в текстолите можно сделать пазы.
    2. Наматывают 50-100 витков медной проволоки в эмалевой изоляции. Витки должны располагаться примерно через 0,3-0,6 мм на равном расстоянии. Точное количество витков зависит от диаметра используемого провода и его удельного сопротивления, а также выходных параметров инвертора.
    3. При установке самодельного котла в жилом помещении рекомендуется выполнить тороидальную обмотку для снижения внешнего электромагнитного поля. Тороидальная обмотка состоит из одинакового количества встречно направленных витков, при этом электромагнитные потоки взаимно компенсируются и проходят только по внутреннему контуру.
    4. Внутрь трубы с одного ее конца вставляют сетку из нержавейки и плотно набивают ее с другой стороны отрезками нержавеющей проволоки — она будет нагреваться под воздействием вихревых токов. Нержавейку рекомендуется использовать для того, чтобы со временем не произошло коррозионное разрушение проволоки, но теоретически подойдет любой токопроводящий металл, в том числе проволока-катанка. Второй конец трубы также закрывают сеткой.
    5. На оба конца трубs напаивают полипропиленовые переходники на диаметр, используемый в системе отопления. На них устанавливают шаровые вентили, позволяющие перекрыть циркуляцию и снять теплообменник для ревизии.
    6. Со стороны верхнего выходного переходника устанавливают аварийный клапан для сброса давления.
      Обмазывают обмотку эпоксидным клеем для обеспечения качественной электроизоляции обмотки. Изготовление клея рекомендуется выполнять с небольшим отступлением от инструкции, добавив на 10-15% меньше отвердителя. Это сделает изоляцию менее хрупкой.
    7. Крепят к выводам обмотки провода в изоляции с помощью обжимных клемм. Второй конец провода должен быть оснащен клеммами для подключения к инвертору. Диаметр проводов должен выдерживать максимальный выходной ток инвертора.
    8. Устанавливают теплообменник в шкаф, закрепив его на кронштейны из термостойкого не проводящего ток материала. Можно использовать текстолит.
    9. Подключают нагреватель к системе и заполняют ее водой.
    10. В нижнюю часть шкафа ставят инвертор. Подключают к нему клеммы и включают его в сеть. Производят запуск котла и настройку режима.

    Корпус шкафа из металла необходимо обязательно заземлить!

    Из индукционной плитки

    Индукционный котел можно сделать также на основе индукционной плитки. Для этого разбирают нагревательный элемент плитки и используют медный провод для намотки на сердечник, изготовленный указанным выше способом.

    Блок управления плиткой используют для питания полученной обмотки, выставляя необходимую мощность на сенсорной панели управления.

    Однако, этот способ имеет существенные недостатки:

    • Для успешной работы такого самодельного котла нужно рассчитать параметры индуктивности вновь собранной катушки. Они могут не совпасть с теми, на который рассчитана электроника плитки, в результате чего блок управления может выйти из строя. Для расчетов нужно обладать неплохими знаниями в области электротехники и уметь разбираться в схеме подключения;
    • Большинство моделей плит оснащено автоматическим отключением через 2-3 часа после начала работы конфорки. Это приведет к регулярному отключению котла;
    • Плитки индукционного типа обычно имеют мощность не более 2,5 кВт, поэтому пригодны только для переделки на котел малой мощности.

    Ошибки в устройстве индукционного котла из плитки показаны в видеоролике:

    Более простой вариант использования индукционной плитки, исключающий разборку устройства и монтаж новой схемы — установить на неё герметичный бак из нержавейки подходящего размера с входным и выходным штуцером и подключив его в качестве котла в систему отопления. С такой схемой подключения справиться практически каждый.

    При наличии необходимых знаний и умения разбираться в схемах можно последовать примеру автора видеоролика и собрать функциональный индукционный котел из плитки, доработав его схему.

    Нагреватель сухого типа

    Принцип работы индукционного котла предполагает использование воды или другой жидкости не только в качестве теплоносителя, но и для охлаждения сердечника. Но нагрев вторичной обмотки, роль которой в этом устройстве играет труба с водой, произойдет и в том случае, если она будет состоять только из металла.
    Степень нагрева в этом случае зависит от соотношения силы электромагнитного поля, создаваемого обмоткой, и массы металла сердечника. Произведя расчеты, можно создать сухой индукционный нагреватель своими руками из металлических труб и медной обмотки, как это показано в видео.

    Использование индукционного котла обходится дешевле, чем обычного электрокотла с ТЭНами, и самодельная конструкция позволит значительно уменьшить затраты на его установку. Аналогично можно собрать водонагреватель проточного типа для установки на даче, подобрав устройство необходимой мощности.

    Изготовление и монтаж индукционного котла отопления своими руками

    Многие жители частных и многоквартирных домов, пытаясь сэкономить на электроэнергии, ищут наиболее выгодный вариант, позволяющий отопить свое жилье.

    Именно поэтому люди все чаще устанавливают своими руками индукционные котлы.

    Главные преимущества такой установки заключаются в том, что она экономична и долговечна, а смонтировать ее можно самостоятельно.

    Устройство котла

    Перед тем как приступать к сборке, необходимо разобраться в принципах функционирования прибора. Сразу нужно отметить, что они схожи с ТЭНами, которые отвечают за преобразование электрической энергии в тепловую.

    Установка индукционного электрокотла своими руками не требует полной замены системы отопления, так как он работает по принципу электрического индуктора, который включает в себя две обмотки:

    Первичный контур занимается преобразованием электрической энергии в вихревой ток, а вот созданное этим процессом магнитное поле уходит на вторичную обмотку, где происходит выработка тепла.

    В этом видео вы узнаете, как сделать индукционный котёл своими руками:


    Главным элементом в приборе является корпус. Он состоит из следующих частей:

    • сердечника;
    • внешнего корпуса;
    • электроизоляции;
    • теплоизоляции.

    У промышленных приборов обмотка цилиндрическая. Изготовленный своими руками индукционный котел имеет тороидальную обмотку. Она собирается из медного провода. Корпус окружен ферромагнитной сталью толщиной около 1-1,5 см. Все это позволяет заметно снизить вес агрегата и повысить показатели КПД.

    Если сравнить самодельное устройство с любым другим оборудованием, работающим на газе или жидком топливе, то можно выделить его следующие нюансы:

    • тепловой носитель обладает двойным нагреванием;
    • более быстрый обогрев помещения;
    • минимальный показатель инерции;
    • из-за магнитной индукции не образовывается накипь;
    • прибор не нуждается в чистке.

    Также стоит отметить, что теплоноситель в собранном своими руками индукционном котле отопления получает около 97% тепловой энергии. А это увеличивает производительность и снижает затраты на электроэнергию.

    Монтажные работы

    Изначально необходимо подготовить чертеж. Индукционный котел своими руками легче всего смастерить, имея под рукой схему отопительной системы. Если все подготовлено, то можно приступать к рабочему процессу. При этом какого-либо особенного оборудования или слишком дорогостоящего материала для изготовления не требуется. Будет достаточно иметь минимальный опыт работы со сварочным аппаратом инверторного типа. Все действия выполняются следующим образом:

    1. Для начала нужно нарезать нержавеющую проволоку на несколько частей. Их длина должна составлять около 5 сантиметров, диаметр — 7 миллиметров.
    2. Чтобы сделать корпус, понадобится пластиковая труба диаметром 50 мм.
    3. Теперь требуется прикрыть дно подготовленной трубы металлической сеткой. Желательно, чтобы она была с мелкими ячейками, тогда через них не смогут пройти куски нержавейки.
    4. Заполняют корпус имеющейся проволокой. Затем плотно закрывают второе отверстие трубы, используя такую же сеточку.
    5. На следующем этапе предстоит намотать медную проволоку на среднюю часть корпуса, произведя около 90 оборотов. Сделать это нужно как можно плотнее.
    6. Теперь необходимо подключить к конструкции переходник для врезки. Можно использовать как водопроводную, так и отопительную систему.

    После выполнения этих действий должно получиться следующее: вода проходит в нагреватель через первый переходник, быстро нагревается, а затем поступает в радиаторы уже через второй переходник, тем самым обогревая все жилище.

    Таким образом, можно достаточно легко сделать индукционное отопление частного дома своими руками. При этом такая конструкция не нуждается в отдельном котельном помещении. Для этого необходимо просто вырезать отрезок трубы рядом со входом в радиатор и приварить на это место самодельный нагреватель.

    После этого нужно правильно произвести подключение готовой катушки к инвертору 18-25 А, а также заполнить систему теплоносителем. Главное, не производить подключение без теплового носителя, так как пластиковая оболочка прибора просто расплавится, а все ранее произведенные действия будут напрасными. Также не стоит забывать про заземление, оно позволит не беспокоиться о безопасности.

    Важные рекомендации по сборке

    Котлы этого типа просты в сборке, установке и дальнейшей эксплуатации. Существуют правила, которые помогут без труда оборудовать в доме индукционное отопление своими руками:

    • схемы и чертежи обязательно используются во время работы, только так можно получить котлы, которые будут функционировать качественно и бесперебойно;
    • самодельными агрегатами можно пользоваться только в закрытых системах обогрева, когда циркуляция воздуха действует за счет работы насоса;
    • разводка отопительной системы, работающая в комплексе с прибором, изготавливается исключительно из пластиковой или пропиленовой трубы;
    • чтобы предотвратить возможные неприятности, необходимо правильно установить нагреватель (он должен находиться на расстоянии 30 сантиметров от стенок и 80 сантиметров от поверхности пола и потолка).

    Кроме этого, требуется оборудовать патрубок специальным подрывным клапаном, с помощью которого можно будет всегда удалить лишний воздух из отопительной системы, нормализовать давление и обеспечить оптимальные условия для работы.

    Индукционный котел отопления своими руками – предусмотрим все

    Необходимые инструменты и материалы

    Сегодня уже с трудом верится, что отопление может быть экономным. Мы либо платим за электричество и газ, либо сжигаем огромное количество природного сырья. Но есть конструкция, способная спасти наш кошелек – индукционный котел отопления, своими руками который сделать тоже окажется дешевле.

    Сложно ли понять схему его работы?

    Для работы такого котла электроэнергия все-таки понадобится, но счет уже не будет столь пугающим. Главное достоинство таких обогревателей в их устройстве. Они очень выгодно преобразуют электричество в тепло (рабочая среда забирает почти 97%). Это дает быстрый нагрев при минимальных затратах. Рабочей средой или теплоносителем для индукционного котла чаще всего выступает неочищенная вода, которая нагревается и разносится по системе отопления дома. Но для этой цели вполне подойдет масло или антифриз.

    Работа индукционного котла отопления

    Система преобразования электроэнергии состоит из двух обмоток. Первая принимает ток из сети, создает вихревые потоки, которые становятся причиной электромагнитного поля. Оно направляется на внешнюю обмотку, которая по совместительству еще и корпус котла. Именно здесь и происходит нагревание теплоносителя, который идет по трубам.

    Индукционный агрегат должен иметь патрубок для входа холодной воды и выхода горячей. Обычно снизу корпуса приваривается ввод, а сверху вывод. Носитель подается внутрь, обтекает корпус, нагревается за счет хорошей теплопроводности и уходит через верхнее отверстие в отопительную систему. Основная трудность при создании собственного котла – это правильно расположить внешнюю обмотку и сердечник, чтобы вихревые потоки и создаваемое поле эффективно разогревали котел. Для этого важно разобрать приведенную схему, доступную для понимания человека со средними знаниями физики.

    Индукционный агрегат отопления

    Кроме выгодного преобразования электроэнергии такие котлы еще и реже ломаются, потому что нет индивидуального статичного нагревательного элемента. Не оседает и накипь на корпусе, потому что система обмоток постоянно находится в состоянии легкой вибрации. Работает индукционный котел негромко и вредных выбросов не производит. Также протечки такой системы маловероятны, потому что сварных швов минимальное количество, а то и вовсе нет. Главным минусом индукционного нагревателя будет его цена, поэтому появляется все больше самодельных схем, одну из них мы и рассмотрим. Также его нельзя располагать вблизи постоянного пребывания людей, потому что это источник ЭМИ, значит, потребуется отдельная комната в дальнем углу дома.

    Собираем простейший индукционный котел

    Самый незамысловатый нагреватель просто заменит часть трубы в системе отопления. Насколько реально собрать такой индукционный котел своими руками, оцените по этой инструкции.

    Как собрать индукционный котел своими руками – пошаговая схема

    Шаг 1: Выбираем преобразователь энергии

    На входе электроэнергию будет встречать сварочный инвертор. Изготавливать его самостоятельно могут только очень продвинутые пользователи, так как мы назвали эту схему простейшей, предполагаем, что вы его просто приобретете в соответствующем магазине. Какой из предложенных там взять? Это зависит от мощности, которую вы ожидаете получить от будущего индукционного нагревателя. В среднем для небольшого дома подойдет высокочастотный сварочный инвертор на 15 А. Желательно наличие функции плавного изменения тока.

    Шаг 2: Тело нагревателя

    Сложного внутри нашего котла мастерить не будем, пустим воду через нагретую стальную проволоку. Для этого берем прокат с диаметром не менее 7 мм. Нарезаем кусочки по 5 см длиной. Количество определяется размером корпуса, куда мы их будем засыпать. Его мы сделаем из пластиковой трубы с толстыми стенками, на нее в дальнейшем будем наматывать индукционную катушку. Естественно, пластик должен быть термоустойчивым. Нежелательно, чтобы диаметр трубы превышал 50 мм. Длину ее мы узнаем после того, как намотаем катушку, поэтому возьмите с запасом.

    Индукционная катушка для самодельного котла отопления

    Шаг 3: Индукционная катушка и подключение

    Для создания катушки нужен медный провод, им равномерно обматывается наша пластиковая труба. Достаточно сделать 90–100 витков. Важно выдерживать между ними одинаковые отступы. Когда вы получили желаемый результат, отступите от крайних витков по 10 см и обрежьте трубу.

    Шаг 4: Переходники

    Теперь организуем подвод и выход теплоносителя. Для этого нужно прикрепить соответствующие переходники. С двух сторон трубы располагаем металлическую сетку, она предотвратит высыпание кусочков проволоки. Снизу крепим вводной переходник, через который вода будет поступать. Затем плотно и полностью засыпаем корпус проволокой и закрываем сверху выводным переходником. Вход и выход желательно снабдить шаровым вентилем на случай, если вы решите демонтировать котел, тогда воду из трубопровода сливать будет не нужно.

    Шаровой вентиль для самодельного индукционного котла

    Шаг 5: Подключение

    Концы катушки выводятся на инвертор, но пока подключать еще рано. Сначала полученный агрегат нужно врезать в систему отопления. Для этого отпиливаем в подходящем месте часть трубопровода такого размера, чтобы расположенный вместо него самодельный котел стал без зазоров. Через переходники фиксируем входное и выходное отверстие. Теперь-то можно катушку присоединить к инвертору переменного тока. Остается пустить воду в систему и включить в сеть наш котел.

    Какие условия обязательны для безопасной работы котла?

    Собрать индукционный котел самостоятельно оказалось не так сложно, но есть несколько обстоятельств, без которых корректной его работы мы не добьемся. Такой нагревательный агрегат не будет функционировать, если в вашей отопительной системе нет принудительной циркуляции теплоносителя. То есть, это должна быть закрытая сеть с насосом, который и будет гонять воду по контуру. Также у вас должна быть возможность заземлить инвертор, иначе пожарная безопасность окажется под вопросом. В сеть этот агрегат нужно включать через устройство защитного отключения (УЗО).

    Инвертор индукционного котла отопления

    Крайне важно, чтобы в системе была вода. Без нее включать котел категорически запрещено. Ведь катушка намотана на пластиковую трубу, которая неспособна выдержать температуру раскаленной металлической проволоки. Поэтому корпус попросту расплавится, а дальнейшие последствия непредсказуемы.

    К материалу самого домашнего трубопровода, куда врезается котел, особых требований нет. Это может быть и пластик, и металл. Главное, чтобы это была жесткая конструкция, а не болтающиеся шланги. Расположение катушки из соображений пожарной безопасности должно находиться в 30 см от стен и 80 см от пола и потолка. Если поблизости должны быть еще какие-то приборы или мебель, то расстояние до них тоже желательно выдержать около 30 см.

    Подключение индукционного котла к жесткой конструкции трубопровода

    Также не помешает на выходе из котла установить автоматический клапан с манометром, чтобы при необходимости он стравливал нарастающее давление, от которого может треснуть наш корпус. Это понадобится, если устройство принудительной циркуляции нужно будет отключить или насос просто внезапно сломается. Если эта идея вам нравится, тогда переходник на выходе из котла должен быть тройным (два входа для возможности отвода воды в разных направлениях, третий – для клапана). Корпус индукционного нагревателя можно обтянуть изолирующим материалом. Это снизит потери тепла и исключит возможность касания катушки по неосторожности, которая ударит током. Эту рекомендацию мы бы перевели в статус обязательного условия.

    Индукционный котел отопления своими руками: теоретическая база и практическое воплощение

    Дает ли индукционная схема нагрева теплоносителя какие-то реальные преимущества? Насколько она экономична по сравнению с ТЭНами? Как устроен индукционный котел? Трубно ли собрать его самостоятельно? Попробуем ответить на эти вопросы.

    На фото – самодельный индукционный котел.

    Что это такое

    Суть явления электромагнитной индукции, открытой Майклом Фарадеем в 1831 году – в том, что в помещенном в магнитное поле проводнике возбуждается электрический ток. Эффект, в частности, лег в основу принципа работы любого современного трансформатора.

    Если намотать на ферромагнитный сердечник две изолированные обмотки и подать на одну из них, скажем, 220 вольт, то на второй возникнет напряжение, относящееся к этим 220 вольтам так же, как количество витков вторичной обмотки относится к количеству витков первичной.

    С обмоток трансформатора можно снять напряжение с необходимыми характеристиками и использовать его для работы электродвигателя или электроники. А что, если в генерирующую вихревые токи обмотку поместить не подключенный ни к чему ферромагнетик?

    Очевидно, возникающая ЭДС (электродвижущая сила) полностью преобразуется в кинетическую энергию движения его молекул. Проще говоря – в нагрев.

    Справка: именно таким образом работают индукционные кухонные плиты и плавильные печи на сталелитейных предприятиях.

    Пойдем далее. Что, если поместить ферромагнитный сердечник в поток воды, движущейся в замкнутом контуре? Очевидно, вода станет охлаждать его и нагреваться сама.

    Принципиальная схема индукционного котла.

    Таким образом, на выходе мы получим готовый электрический котел для отопления дачи.

    Стоит лишь решить несколько технических проблем:

    • Подобрать сердечник из некорродирующего материала.
    • Изолировать его от катушки, обеспечив при этом герметичность конструкции.
    • Сделать так, чтобы сама катушка не перегревалась при прохождении через нее больших токов.

    Достоинства индукционной схемы

    Как правило, цена индукционных котлов заводского изготовления в среднем заметно выше, чем у ТЭНовых аналогов, и начинается от 20-25 тысяч рублей при 4-киловаттной мощности устройства.

    Чтобы не быть голословными, приведем параметры нескольких устройств, присутствующих на российском рынке.

    МодельЭлектрическая мощность, ВтСтоимость, рублиПроизводительПлощадь обогрева
    ВИН-5425027000Россия60-150
    Индикатор400018000Украина200
    Эдисон-5500035000Европа100-120
    ИНЭРА SAV450030000Россия50-80

    В качестве обоснования более высокой стоимости производители и продавцы приводят два аргумента:

    1. Индукционный котел более долговечен по сравнению с ТЭНовым аналогом.
    2. Он обеспечивает значительную (до 40-50%) экономию электричества, что позволит затратам быстро окупиться.

    Эта табличка предлагает сравнить расходы в случае использования котлов разных конструкций. Не спешите верить ей.

    Давайте попробуем оценить правдивость обоих утверждений.

    Долговечность

    Утверждения о том, что индукционная конструкция исключительно отказоустойчива и долговечна – абсолютная правда.

    • В котле нет движущихся частей. Раз так – полностью отсутствует механический износ конструкции.
    • Он избавлен от основной проблемы ТЭНов – известкования нагревательных элементов. Известковая накипь постепенно теплоизолирует трубчатые нагреватели и приводит к их перегреву.

    Любопытно: при возбуждении в сердечнике индуктора вихревых токов он едва заметно вибрирует, что способствует самоочистке поверхности.

    Экономичность

    Давайте вспомним основы физики.

    • С точки зрения сэра Исаака Ньютона, энергия никуда не девается и ниоткуда не берется. Вечный двигатель невозможен; для нагрева фиксированного объема воздуха на 10 градусов нужно потратить строго определенное количество тепловой энергии вне зависимости от конструкции нагревателя.

    Сэр Ньютон не верил в чудеса.

    • При любых преобразованиях энергии любого типа она, в конечном счете, либо совершает физическую работу (то есть перемещает обладающий ненулевой массой объект против вектора гравитации), либо используется для нагрева окружающей среды.

    Подчеркнем: КПД любого электрического прибора прямого нагрева равен 100%.

    Вся потраченная электроэнергия полностью преобразуется в тепло; на 1 КВт электрической мощности можно получить 1 КВт тепловой.

    Таким образом, единственное, чем можно было бы в теории объяснить якобы более высокую эффективность индукционного котла – меньшее рассеивание тепла в окружающей среде.

    Этот аргумент не выдерживает никакой критики:

    1. При установке котла в отапливаемом помещении тепло, не поглощенное теплоносителем, все равно расходуется на обогрев.

    Выделяющееся на обмотке тепло расходуется на обогрев дома.

    1. На 50% меньшие теплопотери при сопоставимой или худшей теплоизоляции корпуса котла выглядят, мягко говоря, сомнительно.
    • Рыночная стоимость индукционных устройств неправомерно завышена.
    • Их экономичность – как говорил один из героев Булгакова, типичный случай так называемого вранья. Электрическая мощность прибора подбирается из расчета стандартных 40 ватт на кубометр отапливаемого помещения. Попытка обогреть 4-киловаттным прибором 200-метровый дом приведет лишь к осознанию недавним покупателем того, что он был слишком наивен.

    Вы в самом деле поверили в нарушение закона сохранения энергии?

    Очумелые ручки

    Несмотря на нагромождения дезинформации, сама по себе индукционная схема более чем имеет право на жизнь. Завышенная рыночная стоимость вполне закономерно приводит к мысли изготавливать индукционные котлы отопления своими руками. Как это сделать?

    Корпус

    • Диэлектрическим.
    • Достаточно прочным.
    • Позволяющим герметично подключить его к отопительному контуру.

    Самое простое и очевидное решение – полипропиленовая труба диаметром 40 миллиметров. В идеале – с армированием фиброй, которая весьма положительно повлияет на прочностные качества корпуса.

    Армированная фиброй полипропиленовая труба.

    Обмотка

    Для того, чтобы изолировать нагревающуюся при подаче питания катушку индуктивности от термопластичного полипропилена, поверх корпуса желательно наклеить несколько текстолитовых полосок. Чем клеить? Самое простое и очевидное решение – силиконовый герметик: он обладает приемлемой адгезией к пластикам и прекрасно переносит умеренный нагрев.

    Важный момент: лучше брать герметики от именитых производителей ( Ceresit, Момент и т.д.).
    Дешевые герметики отличаются от них в первую очередь куда худшей адгезией к проблемным поверхностям, к которым, понятное дело, относится и гладкая стенка полипропиленовой трубы.

    Сама катушка наматывается медным эмалированным проводом диаметром около 1,5 миллиметров (сечение 2,25 мм2). Общая длина обмотки должна составлять 10-15 метров. Витки лучше накладывать с небольшим постоянным зазором.

    Намотанная по текстолиту катушка.

    Сердечник

    Каким он должен быть?

    • Проводящим. Вихревые токи не будут наводиться в диэлектрике.
    • Ферромагнитным. Диамагнетик не станет взаимодействовать с электромагнитным полем.
    • Нержавеющим. Коррозия в замкнутом контуре отопления нам явно ни к чему.

    Вот несколько возможных решений.

    • Винтовой шнек, плотно входящий в трубу. Двигаясь по канавкам в нем, вода будет отбирать максимум тепла.
    • Рубленая нержавеющая проволока. Она не очень удобна тем, что импровизированный котел придется ограничить с обеих сторон металлической сеткой.
    • Скатанные из нихромовой проволоки “ежики”, плотно вставленные в трубу.
    • Наконец, самая простая инструкция: аналогичным образом в трубе можно разместить металлические (нержавеющие) мочалки для посуды.

    Мочалка из нержавеющей стружки вполне может стать нагревательным элементом для котла.

    После того, как сердечник занял свое место, котел снабжается с обеих сторон переходниками с полипропилена диаметром 40 мм на резьбы ДУ20 или ДУ25. Они не дадут выпасть сердечнику и позволят монтировать котел в любой контур, оставив соединения разборными.

    Преобразователь питания

    Что будет, если просто подключить намотанную нами катушку индуктивности к розетке?

    Давайте выполним несложный расчет.

    • Удельное сопротивление медного проводника при +20С равно 0,175 Ом*мм2/м.
    • При сечении в 2,25 мм и длине 10 метров полное сопротивление катушки будет равным 0,175/2,25*10=0,7 Ома.
    • Следовательно, при подаче на проводник 220 вольт через него потечет ток в 220/0,7=314 А.

    Для сравнения: при расчете проводки для меди сечение подбирается из расчета 10 А/мм2.

    Результат немного предсказуем: при подаче тока в 10 с лишним раз выше расчетного наш проводник попросту расплавится.

    Очевидное решение – снизить напряжение питания. Преобразователь должен быть достаточно мощным, чтобы отдать как минимум 2,5 – 3 киловатта.

    Готовым преобразователем такой мощности может стать сварочный инвертор с регулировкой тока. Регулировка не только убережет обмотку от перегрева, но и позволит плавно регулировать эффективную мощность отопительного котла. При выходном напряжении инвертора в 80 вольт максимальная безопасная для температуры обмотки мощность составит около 2 КВт.

    Для наших целей подойдет самый недорогой прибор: потребность в токе не превысит 30 ампер.

    Расходы

    Из сколь-нибудь существенных затрат стоит упомянуть разве что сварочный инвертор (от 6000 рублей) и паяльник для полипропилена (от 1000 рублей). Еще максимум в 1000 уложатся все прочие покупки.

    Заключение

    Надеемся, что читателю пригодятся наши рекомендации. В приложенном к статье видео можно найти дополнительную информацию о самостоятельном изготовлении индукционного котла. Успехов!

    Котел отопления своими руками

    В данной рубрике мы постараемся разъяснить конструкцию котла на схеме индукции, сложность его сборки своими руками, появляются ли ощутимые преимущества, применяя индукционную схему нагрева и на сколько она выгоднее ТЭНов.

    Что же это такое

    Понятие электромагнитная индукция, которую открыл еще в 1831 году Майкл Фарадей, заключается в расположенном в магнитное поле проводнике создается электрический ток .

    Каждый современный трансформатор работает по данному принципу.

    При наматывании на ферромагнитный сердечник двух изолированных обмоток и подаче на одну, к примеру, 220 В, вторая начинает обладать напряжением, которое касается данных 220 В в такой же степени, как величина витков вторичной обмотки касается величины витков первично.

    Трансформаторные обмотки позволяют снимать требуемое количество напряжения и применять его в работе электроники или электрического мотора. А если не подсоединенный ни к чему ферромагнетик уложить в обмотку, которая генерирует токи вихрей?

    Понятно, что образующаяся ЭДС целиком превратиться в кинетическую энергию перемещения его молекул, или же – в нагрев.

    Замечание: как раз по такому принципу на сталелитейных предприятиях осуществляют работу плавильные печи и кухонные плиты.

    Ну а если, в водяном потоке, который распределяется по замкнутому контуру, разместить ферромагнитный сердечник? Понятное дело, что он начнет охлаждаться водой, которая будет сама затем нагреваться.

    Обладая этой информацией, можно изготовить индукционный котел отопления своими руками.

    Но сначала необходимо разобраться с техническими вопросами:

    • найти подходящий сердечник из материала, который не подвергается коррозии;
    • произвести его изоляцию от катушки, при это непроницаемость сооружения должна быть обеспечена;
    • обезопасить катушку от перегрева при ее взаимодействии с большими токами.

    Долговечность

    Индукционная конструкция является крайне долговечной и отказоустойчивой, по следующим причинам:

    В котле отсутствуют движущиеся элементы, а это значит, что целиком исключен износ механической его части.

    Известкование частей нагревания, которые являются главной проблемой ТЭНов, не опасна. Со временем накипь извести приводит к теплоизоляции трубчатых нагревателей и в последствии и к их перегреву.

    Интересный факт: во время возбуждения в сердечнике индуктора вихревых токов он крайне мало заметно вибрирует. Данная функция позволяет поверхности самоичищаться.

    Достоинства индукционной схемы

    Обычно, ценники котлов с индукционной схемой заводского производства достигают более высоких значений, чем у ТЭновых аналогов, и при 4-киловаттной мощности аппаратуры начинается с 20-25 тыс. рублей.

    Разберем характеристики нескольких конструкций, имеющихся на российском рынке:

    МодельЦена

    Площадь обогреваИзготовитель

    Электрическая мощностьИндикатор18000 руб.200 кв. мУкраина4 КВтИНЭРА SAV30000 руб.50-80 кв. мРоссия4.5 КВтЭдисон-535000 руб.100-120 кв. мЕвропа5 КВтВИН-527000 руб.60-150 кв. мРоссия4.25 КВТ

    Обоснованием наибольшей цены у продавцов и изготовителей служат следующее аргументы:

    • Долговечность ТЭНовых котлов значительно меньше индукционных аналогов.
    • Индукционные котлы способны экономить до 50% электроэнергии, а это означает быструю окупаемость затрат.

    Ниже расположен график расхода электроэнергии за 7 месяцев периода отопления. При применении котлов разной сборки, предоставленная таблица предлагает провести сравнение расходов. Не надо спешить ей верить.

    Экономичность

    По утверждениям сэра Исаака Ньютона, энергия ниоткуда не берется и никуда не девается.

    Вечный двигатель не предусмотрен. Чтобы нагреть указанное количество воздуха на 10 градусов необходимо применить строго конкретную величину тепловой энергии, не взирая на устройство нагревателя.

    Каждое преобразование энергии в независимости от ее типа она осуществляет физическую работу или применяется в нагреве окружающей среды. Из этого следует, что единственным теоретическим объяснением для «типа» более высокой полезности котла с индукционной схемой является наименьшее рассеивание тепла в окружающей среде.

    Уточняем: вся электрическая аппаратура прямого нагрева обладает 100% КПД.

    Вся задействованная электрическая энергия целиком превратиться в тепловую: из 1 КВт электричества возможно получение 1 КВт тепловой мощности.

    Данные факты не выдерживают никакой критики:

    Во время установки котла в отопительной комнате тепло, которое не подлежало поглощению теплоносителем, в конце концов задействовано в обогреве.

    При соизмеримой или худшей корпусной теплоизоляции котла на 50% низкие тепловые потери выглядят сомнительно.

    Рыночная цена индукционных конструкций завышена.

    Их экономичность просто вранье. Электрическую мощность к оборудования подбирается из расчета стандартных 40 Вват на отапливаемое помещение объемом 1 куб. м. Если же недавний покупатель попробует обогреть 4-киловаттным прибором дом в двести куб. м., то лишь осознает свою наивность.

    Но, исключая всю дезинформацию, которую придали индукционным конструкциям, основания на существование у нее имеется. Превышенная рыночная цена приводит к желанию построить, обладающий схемой индукции котел отопления своими руками. И сейчас мы выясним как это сделать:

    Обмотка

    Для изолирования катушки индуктивности, нагревающейся от термопластичного полипропилена при подаче электропитания, обшивочную часть советуется обклеить текстолитовыми полосками.

    Самым простым способом приклеивания является силиконовый герметик, он обладает необходимой адгезией к пластиковым сооружениям и т.п., а также хорошо выдерживает умеренный нагрев.

    Катушку же нужно намотать эмалированным шнуром из меди, который имеет диаметр 1.5 мм и сечение 2.25 кв. мм. Вся длинна обмотки должна достигать 10-15 м. Витки накладываются с маленьким постоянным зазором.

    Очень важно: наиболее пригодным вариантом герметика считаются от надежных производителей «Момент, Ceresit и т. д.». Герметики с низкой стоимостью имеют значительно худшую адгезию к проблемным плоскостям, которой является стенка полипропиленовой трубы.

    Корпус

    Он должен обладать:

    • диэлектрическими характеристиками;
    • достаточной прочностью;
    • и обладать плотным подключением к отопительному контуру.

    40 миллиметровая в диаметре труба из полипропилена является самым простым и эффективным вариантом. Надежнейшим решением послужит добавление армированной фибры, которая придаст корпусу наивысшую прочность.

    Сердечник

    У него должны быть следующие свойства:

    • проводящие — вихревые токи не будут наводиться в диэлектрике;
    • сопротивляемость ржавчине – коррозия в закрытом контуре до добра не довет;
    • ферромагнитными – диамагнетик исключает связь с электро-магнитным полем.
    • он должен располагать рубленой проволокой, которая не подвергается ржавению – её неудобство содержит ограничение импровизированного котла с обеих сторон металлической сеткой;
    • плотно входящий в трубу винтовой шнек отличное решение – при движении по канавам в нем, самый большой тепло-объем будет взиматься водой;
    • скатанные из нихромовой проволоки «ежики», плотно помещенные в трубу;
    • соответствующим методом в трубу можно вставить кухонные мочалки из нержавеющего металла.

    Ниже расположен чертеж котла отопления своими руками.

    Электро-подающий преобразователь

    Что произойдет при соединении намотанной нами индуктивной катушки к розетке?

    Давайте произведем простой расчет:

    Медный проводник имеет удельное сопротивление при 20С равное 0.175 Ом х кв. мм/м.

    С сечением 2.25 мм и длиной десять метров цельная сопротивляемость катушки достигает семи десятых Ома «10 х 0.175/2.25».

    Соответственно, снабжая проводник в 220 В, через него будет проходить ток 314 А «220/0.7».
    Для сравнения: рассчитывая проводку для меди взымается из расчета 10 А/кв. мм.

    Итог полностью очевиден: если подать ток в десять, а то и более, крат выше вычисленного, наш проводник просто поддастся плавлению.

    Вариант исправить положение набивается сам по себе – необходимо уменьшить напряжение питания. Преобразователь необходим являться достаточно мощным для отдачи минимум 2.5-3 КВт.

    Сварочный инвертор с контролем электротока дозволено использовать под средством готового преобразователя нужного электро-напряжения. Управлением электротоком является страховкой обмотки от перегревания и позволяет размерено координировать задействованную мощность отопительного котла. Если выходное напряжении инвертора ровняется 80 В, то предельно допустимая температура обмотки мощность рассчитывается в 2 КВт.

    Также по данному принципу можно изготовить котел отопления на солярке своими руками, которые обладает:

    • малыми объемами;
    • сберегающее применение топлива;
    • коэффициентом теплоотдачи и высшими показателями КПД.

    Расходы

    Из всех присутствующих расходов стоит обратить внимание только на сварочный инвертор – 6000 рублей, паяльник для полипропилена – 1000 рублей. Также все остальные затраты оцениваются максимум в 1000 рублей.

    Итоги

    Будем рады, если наши советы и рекомендации помогли каждому, прочитавшему эту статью. Если же у вас появилось какое-либо не понимание в тексте или вы хотите получить более детальную информацию, то вы можете ознакомиться с видео «как установить электро котел отопление 220 В своими руками». На этом пожалуй все, всем спасибо. До скорых встреч в других публикациях.

    Индукционный котел отопления своими руками

    Сегодня практически все только дорожает, и традиционные энергоносители – не исключение. Владельцы домов, жители квартир, хозяева предприятий – всем приходится искать более выгодный способ отопить помещения. И чтобы более рациональным образом распределить расходы и добиться максимального значения коэффициента полезного действия, многие ставят индукционный котел отопления своими руками.

    Одним из основных преимуществ такого котла является то, что данная система может быть построена самостоятельно. Для этого вам понадобятся лишь минимальные знания и навыки. Нужно только подробно изучить, из чего состоит такой котел и как он работает.

    Устройство индукционного котла

    Перед тем, как собирать индукционный котел отопления своими руками, следует понять, какие же принципы заложены в его функционировании, из чего он состоит и как работает.

    Заметим, что такие устройства довольно схожи с ТЭНами, отвечающими за преобразование электрической энергии в тепловую.

    Установка индукционного котла не требует от владельцев дома полной перестройки системы отопления.

    Самые простые модели котлов функционируют по принципу электрического индуктора, который состоит из двух обмоток:

    Первичный контур, в основном, служит для того чтобы преобразовывать электрическую энергию в вихревой ток. Магнитное поле, которое создано ими, направляется на вторичную обмотку.

    Вторичная обмотка – это нагревательный компонент, а также корпус котла, она вырабатывает тепло, которое передается жидкому носителю тепла, циркулирующему в отопительной системе.

    В корпус входят следующие компоненты:

    • Сердечник;
    • Внешний контур;
    • Электроизоляция.
    • Теплоизоляция;

    Заметим, что именно такой нюанс, как корпус котла – и является самым важным элементом, по которому различают самодельные и промышленные индукционные котлы отопления. Промышленные котлы имеют цилиндрическую обмотку, а самодельные – тороидальную. Она делается из медной проволоки, окружает корпус из ферримагнитной стали, толщина стенок – более 1 см. Такая конструкция позволяет значительно уменьшить вес устройства и его линейные габариты, однако при этом – увеличить КПД.

    Теплоноситель получает примерно 97% теплоэнергии, а это влияет на экономичность использования системы и на производительность.

    Если мы сравним самодельный индукционный котел отопления и традиционный котел, который работает на газу или на жидком топливе, то следует выделить несколько нюансов:

    • Двойное нагревание теплоносителя;
    • Сокращение времени нагревания в два раза;
    • Низкий уровень инерции;
    • Магнитная индукция, которая появляется, не дает накипи образовываться на стенках;
    • Не требуется производить специализированную чистку и обслуживание.

    Начинаем работать!

    Итак, чтобы сделать самодельные индукционные котлы отопления, нужно сначала собрать все необходимое:

    • Рабочие инструменты;
    • Катанку или стальную проволоку диаметра до 7 мм;
    • Медную проволоку;
    • Пластиковую толстостенную трубу;
    • Сетку металлическую;
    • Сварочный инверторный аппарат.

    Чтобы сделать корпус для нашего котла, нужно или купить, или найти дома толстостенную трубу из пластика, имеющую внутренний диаметр 5 см. Такая труба будет не только служить в качестве основы индукционной катушки, но и быть участком теплопровода.

    Также вам очень поможет и схема отопления, которую лучше положить перед глазами. На основе такой схемы вы сможете определить дополнительные характеристики устройства.

    В электромагнитном поле будут нагреваться кусочки стальной проволоки, нарезанные по длине около 5-7 см. Диаметр их не должен быть более 7 миллиметров.

    Также вам понадобятся специальные переходники, именно они будут соединять ваш котел с системой труб. С одной стороны вовнутрь будет идти носитель тепла в холодном состоянии, а с другой – выходить теплым при помощи индукции.

    Когда вы делаете индукционные котлы отопления своими руками, то первый переходник нужно обязательно приварить, а второй – можно просто посадить на резьбу.

    Нарезанными кусочками проволоки заполняется полностью внутреннее пространство в трубе. После этого устройство нужно надежно закрыть из двух сторон.

    Чтобы сделать индукционную катушку, которая будет служить в качестве основного элемента нагревания, следует подготовить медную эмалированную проволоку. На пластиковый корпус наматываем примерно 90-100 витков, но между участками нужно соблюдать одинаковое расстояние. Когда мы собрали такой вот самодельный индуктор, нужно подключить его к системе. Устанавливается такой котел в любом месте трубопровода.

    Подключается катушка к высокочастотному инвертору. Помните, что ни в коем случае нельзя включать такое устройство, если в нем недостаточно носителя тепла внутри! Ведь пластиковый корпус может просто-напросто расплавиться из-за высокой температуры.

    Так, индукционный котел, сделанный собственноручно, практически готов. Нужно только обезопасить его эксплуатацию. Для этого мы должны все открытые участки медной проволоки изолировать специальными материалами, которые имеют хорошую тепло- и электропроводность.

    Или все-таки лучше купить?

    На современном рынке отопительного оборудования вы можете найти множество моделей индукционных котлов. Если вы не хотите самостоятельно возиться с его созданием, просто приобретите индукционный котел для отопления своего жилья или промышленного помещения.

    Несмотря на то, что данный вид котлов пока еще не входит в перечень традиционных, — на рынке представлено множество видов, которые различаются по цене. Бытовые модели могут стоить от 25 000 руб., промышленные – от 100 000 руб.

    Если такая стоимость вас пугает, то просто сделайте индукционный котел самостоятельно. Ведь большинство компонентов и материалов, необходимых для этого, всегда в наличии у хозяина и домашнего мастера.

    Если исследовать отечественный рынок индукционных котлов, то они представлены такими производителями, как SAV, ВИН. Что касается мощности, то однофазные котлы имеют диапазон от 2.5 кВт до 7 кВт, а более мощные трехфазные – до 60 кВт.

    Следует помнить, что когда вы выбираете необходимые параметры индукционного котла, мощность устройства на протяжении всего срока работы не будет снижаться. Стандартным соотношением является 60 Вт на 1 кв.м площади, которая отапливается. Но чтобы более точно подсчитать мощность, требуется учитывать и параметры помещения, то есть, того места, где этот котел расположен. Если теплоизоляция оставляет желать лучшего, утепление – тоже, то расчетное соотношение должно быть больше. Именно поэтому лучше всего такой расчет доверить специалистам.

    Индукционные котлы могут поддерживать стабильный температурный режим в зданиях, которые используются не постоянно.

    Так, вам не потребуется слишком мощная модель, нужно будет поставить котел на 6 кВт для помещения на 100 кв.м и для температуры примерно 15 градусов. Максимально допустимым давлением в системе будет давление не более 0.3 МПа.

    Стоит заметить, что к основной комплектации также может дополнительно поставляться блок электронного программатора рабочих режимов. Такое устройство программирует работу индукционного котла на срок на неделю, или же применяется для того чтобы удаленно управлять всей отопительной системой.

    При выборе котла нужно также обратить внимание на такую вещь, как параметры толщины сердечника из стали. Чем больше толщина стенок, тем дольше он не будет подвержен коррозии.

    Итоги

    Итак, коэффициент полезного действия индукционных котлов составляет примерно 99%, работают они бесшумно, на любом жидком носителе тепла, им не требуется сервисное обслуживание, а также это безопасно и практично. Хоть такой котел стоит довольно дорого, такие затраты – окупаемы. А если создать его самостоятельно – это будет еще более выгодно.

    Конечно, выбор за вами, а лучше – обратиться к специалистам, которые подскажут, подходит ли вам такое отопление. Но, в целом, индукционные котлы – это отличная альтернатива традиционным системам отопления.

    Читайте также:  Электрокотлы для отопления частного дома: инструкция по монтажу своими руками, мощность, расчет, Галан, на 220в,
    Добавить комментарий