Индукционный котел отопления своими руками

Самодельные индукционные котлы отопления

С темой об эффективности и экономичности индукционных котлов, чем дальше, тем все непонятнее. Обсуждение идет активно, и на многих форумах в том числе. Но вот открытыми и доступными остаются только те, в которых доказывается что экономия эта — выдумки нечистоплотных продавцов. Другие же становятся недоступными.

Основной довод противников использования индукционных котлов — закон сохранения энергии. Причем трактуется он так: на какой бы нагреватель не подали 1кВт электроэнергии, выработать он может только чуть меньше 1кВт тепловой энергии. Чуть меньше — за счет потерь и не стопроцентного КПД. Потому что ТЭН, что индукционный нагреватель потратит на выработку одного количества тепла одинаковое (или почти) количество электроэнергии. А так как индукционные котлы намного дороже, то и покупать их — тратить впустую деньги.

Экономит индукционный котел электроэнергию или нет? Вот в чем вопрос…

Нашлись и оппоненты. Их мало, но они есть. Теория эта не относится к разряду простых, и нужны глубокие знания. Но суть возражения такова: нагреватель при потреблении 1кВт электроэнергии производит 1кВт энергии, но не вся эта энергия тепловая. А по производству именно тепловой энергии индукционные нагреватели оказываются намного более продуктивными, чем традиционные ТЭНы. И прямое тому подтверждение — бытовые индукционные плитки. В них на нагрев того же количества воды требуется меньше электроэнергии. Это легко проверяется: берете две плитки одинаковой мощности — индукционную и со спиралью. Потом ставите две одинаковые кастрюли с водой, включаете и засекаете, сколько времени при одинаковой мощности уходит у каждого из агрегатов. Чем меньше время до закипания — тем меньше потрачено электроэнергии.

Описание инверторного котла отопления

Противники установки индукционных котлов приводят закон сохранения – 1 кВт электроэнергии способен выработать тепловой энергии так же не больше 1 кВт. Да, любой водонагреватель, потребляя 1кВт электроэнергии, производит также 1 кВт энергии. Но не вся она тепловая. Более продуктивными в производстве тепловой энергии являются именно индукционные водонагреватели, в сравнении с ТЭНовыми.

Для преобразования электроэнергии в тепловую, необходим:

  • Индуктор;
  • Переменный ток 50 Гц;
  • Сердечник из материала, к которому «липнет» магнит;
  • Чертежи котла индукционного отопления (найти не проблема).

Делаем индукционную катушку – главный элемент нагревания. Для этого берем медную проволоку, обматываем ее вокруг корпуса, приблизительно 85-99 витков. Интервал между витками соблюдаем равный. Простейший индукционный котел готов. Такой индуктор можно установить в любом месте трубопровода. На этом же принципе работает индукционный парогенератор.

У индукционных систем отопления зачастую одобрительные отзывы. Беззвучность, эффективность и долголетие, являются бесспорным плюсом системы отопления. Одна из разновидностей системы – эксплуатация индукционного водонагревателя для отопления. Индукционный водонагреватель можно купить, и вмонтировать в систему трубопровода.

Но, для более эффективной работы индукционной системы, важно знать некоторые нюансы. Устанавливая индукционную плиту в конструкцию, ее подключают к зарядному устройству, аккумуляторам и инвертору

Инвертор – прибор, который переводит постоянный ток в переменный. Его применение сводит количество потребляемой электроэнергии для системы отопления фактически к нулю.

Для меньшего потребления энергии, нужно:

  • Инвертор на 4 кВт;
  • 2 аккумулятора 250 А*ч;
  • Устройство для заряда аккумуляторов.

Подключаем синхронно 2 аккумулятора, и к ним зарядку. В них генерируется постоянный ток, и подается на инвертор. Инвертор конвертирует постоянный ток в переменный. Затем инвертор передает ток на индукционную плиту, а зарядка непрерывно заряжает аккумуляторы. Тем самым, расход устройства зарядки в 24 В и есть потребление энергии индукционного отопления дома. Затраты на насос считаем отдельно. Индукционные нагреватели применяют только модификациях с принудительной циркуляцией.

Инверторный котел стал доступен бытовому потребителю, в отличие от промышленных предприятий, сравнительно недавно. В основе устройства котла 2 основных цилиндра, помещенных во внешний. Вариант такого котла более безопасен. При правильном монтаже, пожаробезопасность на порядки выше, по сравнению с газовыми, угольными и дровяными котлами.

Принцип работы инверторного котла:

  • Теплоноситель протекает во внутреннем цилиндре;
  • Цилиндр, пропускающий через себя ток, обеспечивает нагрев теплоносителя;
  • В роли теплоизолятора выступает внешний цилиндр;
  • Основа работы котла – электромагнитная индукция.

Механизм инверторного котла практически исключает утечки теплоносителя. Важным качеством является то, что в качестве теплоносителя можно применить любой вариант (вода, антифриз, масло). Преимущество использования антифриза в том, что при отключении котла в зимний период, батарея не замерзнет и не лопнет.

Индукционные устройства – это практичные и экономичные системы, не требующие трудного монтажа и сервисного обслуживания. Как правило, малые габариты позволяют монтаж в любых помещениях, и не требуют перестройки системы отопления. Пожаробезопасность индукционных котлов отопления позволяет их применять в загородных домах, даже если хозяева там появляются не часто.

Схема подключения индукционного котла.

Благодаря этому вероятность того, что котел сломается, снижена в несколько раз. То же самое касается разъемных соединений — их попросту нет. В результате о протечке можно не беспокоиться. Еще одним плюсом вихревого индукционного котла отопления является его тихая работа, что позволяет устанавливать его там, где вам только вздумается.

Как это работает?

Вихревой индукционный котел состоит из двух труб, которые нужно сварить сварочным аппаратом между собой так, чтобы получился круг. Этот круг исполняет роль сердечника и нагревательного элемента одновременно. Обмотку следует провести поверх пластикового корпуса, это сделает устройство эффективнее и производительнее.

Принцип работы

Основа принципа работы котла – создание из электрической энергии тепловую. Действие электромагнитной индукции состоит в следующем – через катушку, обмотанную проволокой, пропускаем ток, вокруг этой намотки возникает электромагнитное поле. Помещенный в катушку металлический сердечник (имеющий свойство притягиваться магнитом) начнет быстро нагреваться.

Механизм генератора тепла: это электрический индуктор, состоящий из первичной, вторичной обмотки и сердечника. Перерабатывая электроэнергию в вихревые токи, первичная обмотка направляет электрополе на вторичную обмотку, которая в свою очередь передает энергию носителю. Под влиянием электромагнитного поля, в корпусе и сердечнике образуются вихревые токи. Они разогревают металл. Вода забирает тепло от сердечника и распространяет его по зданию.

Схема индукционного нагервательного аппарата.

Система индукционного котла имеет довольно простую конструкцию, а значит соорудить ее своими руками может практически каждый человек, у которого есть хотя бы минимальные знания как пользоваться кусачками и сварочным инвертором.

  1. Используйте сварочный инвертор с регулировкой тока.
  2. Выберите фрагменты из катанки или нержавеющей проволоки (оптимальный диаметр — 7 мм, длина — около 5 см).
  3. Для изготовления корпуса нагревателя вам понадобится пластиковая труба, у которой диаметр около 5 см.
  4. Для того чтобы присоединить прибор к сети отопления, вам понадобятся переходники, специально предназначенные для этого. Через них теплоноситель будет поступать в холодном виде в котел, а выходить из него уже в нагретом виде.
  5. Закройте дно вашей пластиковой трубки металлической сеткой с небольшими ячейками. Это нужно, для того чтобы мелкие кусочки проволоки не выпадали.
  6. Затем заполните трубу фрагментами проволоки и закройте верхнее отверстие трубы еще одной такой же металлической сеткой.
  7. Чтобы изготовить индукционную катушку, максимально плотно и аккуратно намотайте на трубу 90 витков медного или эмалированного провода.

После проделанной работы получится устройство, которое нужно присоединить к системе отопления. Для этого вырежьте часть трубы и установите на ее место индукционный котел. Далее соедините катушку с инвертором, затем можете заполнить систему водой. Следует помнить, что устройство используется только при наличии теплоносителя в системе.

  • вода поступает в котлоагрегат по входному патрубку;
  • включается инвертор и подается высокочастотный ток;
  • вихревые потоки начинают сначала нагревать сердечник, а затем весь нагревательный элемент в целом;
  • получаемое тепло передается непосредственно теплоносителю;
  • разогретый теплоноситель с помощью гидростатического давления передается в отопительную систему через выходящий патрубок.

Совет специалиста: в качестве теплоносителя в индукционном котле может выступать вода, антифриз, масло и другие жидкости на нефтяной основе.

Стальная или нержавеющая проволока нарезается кусачками на отрезки длиной от 3 до 7 см.
Пластиковая труба плотно заполняется нарезанными кусками проволоки

При этом важно знать, что проволоку нужно укладывать таким образом, чтобы внутри не образовывались пустоты.
На торцах трубы закрепляется металлическая сетка с той целью, что не допустить высыпания отрезков проволоки.
Сверху и снизу трубы врезаются патрубки. Нижний патрубок нужен для поступления теплоносителя в котел, а верхний – для его подачи в отопительную систему.
Поверх трубы наматывается медная проволока, при этом необходимо соблюсти то условие, чтобы количество витков было не менее 90.
Концы проволоки присоединяются к разъемам инвертора.
С помощью переходников и шаровых кранов котел подключается к отопительной системе, а также устанавливается циркуляционный насос, если такового не было в схеме отопления.

Важный момент: подачу высокочастотного тока на индукционный котел нужно делать только после того, когда включен циркуляционный насос, и агрегат полностью заполнился теплоносителем!

Для чего нужны котлы ручной сборки

Котлы, собранные своими руками, обходятся дешевле своих фабричных аналогов, но не превосходят их по уровню КПД. Принцип работы оборудования основан на том, что сгорающее топливо выделяет тепло, которое уже поступает в теплообменник и нагревает циркулирующую воду. В этом самодельные изделия ничем не отличаются от фабричных.

Главный недостаток котлов, собранных по индивидуальным чертежам – это отсутствие гарантии. В случае с оборудованием заводского производства хозяин может быть уверен, что техника будет работать, а если нет – ее можно вернуть или заменить. За качество работы самодельного котла отвечает только тот, кто его собрал и установил в своем доме. В случае поломки придется за свой счет ремонтировать оборудование.

Для отопления самостоятельно изготовленным котлом рекомендуется использовать только безопасные виды топлива – дрова, уголь, пеллеты, электричество. Очень опасны самодельные газовые и дизельные котлы — их монтировать в жилых помещениях не стоит.

Более того, компетентные органы не разрешат врезку собранного своими руками оборудования в контур газовой трубы, а если обнаружат нарушение, потребуют привлечения хозяина к административной ответственности.

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.

Схема нагрева жидкости в индукционном котле отопления

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.

Как собрать индукционный котел

Чтобы изготовить корпус устройства, следует взять толстостенную трубу из пластик диаметром от 50 мм. В зависимости от типа отопительной системы применяются соответствующие патрубки для подключения оборудования. В корпус помещаются подготовленные заранее фрагменты проволоки. При этом на дно лучше уложить мелкоячеистую металлическую сетку и точно такую же – поместить в верхней части корпуса. Так содержимое будет надежно закреплено в первичной обмотке. Полученная заготовка станет основой для создания индукционной катушки.

На заготовку наматывается медный эмалированный провод. Всего понадобится 90 витков, которые нужно как можно аккуратнее и ровнее располагать возле центра детали. Полученное устройство устанавливается в систему отопления. Предварительно нужно слить из нее теплоноситель и подумать, где лучше всего установить котел. На этом участке нужно разметить трубу и вырезать из нее фрагмент, соответствующий по длине отопительному прибору. На этом месте и выполняется монтаж самодельного индукционного котла. После соединения катушки с инвертором систему следует вновь заполнить теплоносителем.

Как только сборка будет полностью завершена, устройство необходимо протестировать. Делать это можно только при наличии в отопительном устройстве жидкости. При работке котла «на сухую» возникает риск плавления пластикового корпуса из-за высокой температуры и частичного разрушения всей отопительной системы

Кроме того, важно убедиться в надежном заземлении отопительного прибора, чтобы его эксплуатация была полностью безопасной

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.

Так может выглядеть самодельное индукционное устройство

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.

Самодельный индукционный котел из трансформатора

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.

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.

Особенности

В настоящее время многие домовладельцы сталкиваются с проблемами, связанными с проведением отопления. Особенно это касается построек, которые располагаются слишком далеко от линий подачи газа. Конечно, в такой ситуации можно обойтись покупкой газовых баллонов, однако при этом возможны перебои с их поставками. В этом случае оптимальным вариантом станет индукционный отопительный котел, который работает от электричества.

Подобные агрегаты по многим параметрам превосходят традиционные аппараты, работающие с помощью тэнов. Электрический нагрев сам собой является искусственным процессом повышения температуры за счет проведения энергии извне. Существует несколько различных типов этих агрегатов. Сегодня их выпускают многие производители, поэтому перед современными покупателями стоит довольно широкий выбор индукционных котлов на любой кошелек.

Современные индукционные котлы отличает эффективность их работы. Именно поэтому их выбирают многие потребители. С таким агрегатом в доме всегда сохраняется комфортная температура и уютная обстановка, что отмечают многие владельцы частных домов. Однако следует учесть, что подобные отопительные системы, несмотря на свою эффективность, нельзя назвать «дешевым удовольствием».

По этой причине некоторые люди решаются изготовить их самостоятельно. Эта задача является вполне выполнимой, но для этого нужно владеть определенными знаниями и хотя бы минимальным мастерством.

Плюсы самостоятельной сборки отопительного прибора

Котлы, работающие от электричества, традиционно считаются неэкономичными. Учитывая, что стоимость электроэнергии постоянно растет, они обходятся «в копеечку» своим владельцам. Впрочем, индукционные котлы, хотя и работают от электричества, достаточно экономичны.

Галерея изображений
Фото из
Котлы идукционного типа — наиболее экономичное в плане расхода энергии электрооборудование

Экономное потребление энергии не мешает индукционным котлам лидировать по параметрам производительности

Благодаря простоте конструкции индукционные котлы крайне редко выходят из строя, исправно служат более 30 лет

Аккуратная форма и компактные размеры — немаловажные аргументы в пользу индукционных котлов

Индукционное оборудование в быстром темпе разогревает теплоноситель для контуров отопления

Однако длинный перечень плюсов индукционных котлов перевешивает солидный минус — цена оборудования, особенно заметная при необходимости в установке нескольких технических единиц

Цена не страшна тем, кто решит изготовить эффективный агрегат собственными руками, комплектующие для сборки стоят недорого

Однако для успеха в реализации задумки стоит досконально разобраться с устройством индукционного агрегата и принципом его работы

Экономичный вариант электрического котла

Приоритеты высокой производительности

Конструктивная простота

Компактные габариты агрегата

Высокая скорость нагрева теплоносителя

Стоимость как солидный минус котлов

Самодельный индукционный котел

Специфика устройства и принцип работы

Но это еще не весь список их достоинств. Решившись на установку такого прибора можно получить:

  • Быстрый разогрев теплоносителя. На это уходит в среднем 3-5 минут.
  • КПД приближенный к 100%, поскольку практически вся электроэнергия преобразуется в тепловую.
  • Высокую температуру разогрева жидкости в отопительном контуре, минимум – 35С.
  • Отсутствие накипи на внутренних поверхностях устройства, что объясняется вибрациями, которые появляются при работе устройства. Они предотвращают появление отложений.
  • Длительный срок эксплуатации, поскольку отсутствуют движущиеся и трущиеся механизмы и детали. Соответственно, нет износа оборудования и повреждения его комплектующих.
  • Отсутствие необходимости отводить продукты сгорания и часто проводить обслуживающие мероприятия.

Недостатков у индукционных котлов не так уж и много. Прежде всего, это достаточно высокая стоимость оборудования. Кроме того, в процессе работы приборы издают небольшой вибрационный шум. Еще один минус – достаточно большая масса, что обязательно нужно учесть при монтаже устройства на стену.

Чтобы получить максимальный эффект от использования индукционного котла, как самодельного, так и серийного, нужно подключить их группой и использовать поочередно или все сразу

Описание инверторного котла отопления

Инверторный котел стал доступен бытовому потребителю, в отличие от промышленных предприятий, сравнительно недавно. В основе устройства котла 2 основных цилиндра, помещенных во внешний. Вариант такого котла более безопасен. При правильном монтаже, пожаробезопасность на порядки выше, по сравнению с газовыми, угольными и дровяными котлами.

Принцип работы инверторного котла:

  • Теплоноситель протекает во внутреннем цилиндре;
  • Цилиндр, пропускающий через себя ток, обеспечивает нагрев теплоносителя;
  • В роли теплоизолятора выступает внешний цилиндр;
  • Основа работы котла – электромагнитная индукция.

Инверторный котел может быть расположен в подсобном помещении

Механизм инверторного котла практически исключает утечки теплоносителя. Важным качеством является то, что в качестве теплоносителя можно применить любой вариант (вода, антифриз, масло). Преимущество использования антифриза в том, что при отключении котла в зимний период, батарея не замерзнет и не лопнет. Модели инверторного котла небольшой мощности зачастую имеют возможность работать от аккумулятора, что значительно сокращает затраты на электроэнергию.

Инверторная система позволит быстро набрать нужную температуру, и обеспечит экономный расход электричества. Такие системы с успехом применяются в производстве сплит–систем. Кондиционер–инвертор имеет гораздо больший срок службы, чем стандартные сплит-системы.

Изготовление и монтаж

Изготовить и установить индукционный агрегат можно своими руками. Рассмотрим подробнее, как это сделать.

Для начала надо запастись:

  • всеми необходимыми для работы инструментами;
  • катанкой либо стальной проволокой, имеющей диаметр до 7 мм;
  • медной проволокой;
  • пластиковой трубой с толстыми стенками;
  • сеткой из металла;
  • сварочным аппаратом (инвертор).

Чтобы изготовить корпусную часть для агрегата, необходимо купить трубку из пластика с плотными стенками и внутренним диаметром, составляющим 5 мм. Подобная деталь будет выступать и в качестве основания индукционной катушки, и в роли участка теплопровода. Необходимо опираться на схему отопительной системы. Расположите ее перед глазами, чтобы было удобнее собирать агрегат.

В электромагнитном поле должны прогреваться куски из стальной проволоки. Их следует подрезать по длине в 5-7 см. Что касается их диаметра, он не должен быть больше 7 мм. Кроме того, вам будут нужные особые переходники – они будут служить в качестве соединения самого котла с трубами. С одной стороны внутри будет находиться холодный тепловой носитель, а с другой – выводиться теплым благодаря индукции. Подрезанные элементы проволоки нужно разместить во внутренней части трубы

Далее аппарат очень важно хорошенько закрепить из 2 сторон

Чтобы самому изготовить катушку индукции, которая станет основной деталью нагревателя, нужно приготовить медную эмалированную проволоку. На корпус из пластика надо намотать около 100 витков. Учтите, что между разными участками необходимо оставлять равное расстояние. После сборки индуктора можно приступать к его непосредственному подключению к самой системе. Монтировать подобный котел допустимо на любом участке прохождения трубопровода.

Катушку необходимо подключить к высокочастотному инвертору

При этом очень важно помнить, что подобное оборудование запрещено запускать, если внутри него находится недостаточно теплоносителя, поскольку корпус из пластика может расплавиться под действием высоких температурных значений

Рассмотрим основные правила монтажа таких отопительных устройств:

Систему нужно устанавливать на расстоянии в 30 см от стен и 80 см от пола/потолка

Придерживаться этого правила важно, чтобы обеспечить безопасное функционирование котла.
Устанавливать такие системы разрешено только в закрытой отопительной сети. В таких условиях будет осуществляться принудительная циркуляция теплового носителя.
За водным патрубком специалисты советуют фиксировать манометр, подрывной клапан, а также автоматическое устройство для воздухоотвода.
Самодельный индукционный аппарат допустимо устанавливать в системах с разводкой из пластиковых/полипропиленовых труб.

Ссылка на основную публикацию