Самодельные индукционные котлы отопления. Индукционный котел отопления: принцип работы и устройство своими руками. Рационально ли собирать котел самостоятельно

У владельцев частных домов есть немало вариантов оборудования системы отопления. Но чаще всего выбор падает на индукционные котлы. И это неудивительно, ведь подобная установка имеет ряд преимуществ. Внешне индукционный электрокотел чем-то напоминает трансформаторную установку. Нагревательные элементы отсутствуют. Нагрев воды происходит посредством электромагнитной индукции.

О том, что представляют собой котлы отопления электрические индукционные, какие они имеют достоинства и как изготовить их своими руками, и будет рассказано в данной статье.

Высокая популярность котлов индукционного типа обусловлена их достоинствами. Среди основных можно назвать экономичность. Установка позволяет экономить электрическую энергию. Оборудовав систему обогрева с электрическим котлом, можно забыть о необходимости регулярного пополнения запасов топлива. Что не скажешь о системах с жидкотопливными и .

Работают электрокотлы индукционные бесшумно. Прибор во время работы не выделяет вредных веществ и является экологически чистым. Достоинством можно назвать и то, что электрическая катушка изолирована и с теплоносителем не соприкасается. Это означает, что возможность возникновения протечки исключена.

Индукционный прибор отличается долговечностью и безопасностью.

К тому же такое оборудование можно довольно просто сделать своими силами.

Что нужно для изготовления котла?

Таким образом, преимуществ у котлов индукционного типа предостаточно. Но есть и один недостаток – высокая стоимость. Но этот недостаток можно легко исправить. Ведь сделать индукционный котел своими руками несложно.

Затраты на установку индукционного оборудования быстро окупаются за счет высокого КПД и электробезопасности.

Изготовив на индукционный котел своими руками чертежи можно без труда и в короткие сроки создать экономную и эффективную систему теплоснабжения дома.

Для того чтобы соорудить котел индукционного типа потребуются такие инструменты и материалы:

Таким образом, никаких специальных и дорогостоящих инструментов и материалов для создания индукционного прибора не требуется. Все необходимое оборудование и материалы наверняка есть у каждого хозяина. Изготовив на индукционный котел отопления своими руками чертежи, можно в итоге получить достаточно экономный в работе и дешевый в создании и установке теплогенератор.

Алгоритм создания индукционного котла

Подготовив все инструменты, материалы можно приступать к работе. Сначала может показаться, что изготовить индукционный котел самостоятельно непросто. Но на самом деле это совсем не сложно. Главное придерживаться алгоритма и соблюдать правила.

Для того чтобы изготовить котел на базе индукционной печки необходимо выполнить следующие работы:

Чтобы работа оборудования была более безопасной, открытые участки медной катушки лучше изолировать. Выбирая изолятор, следует учитывать тепло- и электропроводность. О других самоделках для отопления можно прочитать .

Самодельный индукционный котел — реальная действительность

Таким образом, индукционные котлы отопления своими руками изготавливаются очень просто. К тому же цена самодельного котла копеечная. Единственный недостаток такого агрегата – неказистый внешний вид и малые размеры. Но установив такой котел, можно сразу же почувствовать положительный эффект от его работы, скорость нагрева теплоносителя в отопительной сети существенно повышается.

Индукционные отопительные котлы появились на рынке не так давно, но уже стали серьезным конкурентом классического оборудования на ТЭНах. Устройства этих типов имеют одинаковые габариты и не отличаются по показателю расходуемой мощности. Однако у инверторного оборудования есть ряд преимуществ, например, они быстрее прогревают систему отопления. Применив имеющиеся знания, можно создать индукционный котел отопления своими руками.

Принцип работы

В основе всех устройств индукционного типа лежит способность материалов, проводящих электроток, нагреваться под воздействием вихревых токов, которые создаются с помощью электромагнитной индукции. В качестве источника индукции используется переменный электроток большой частоты, проходящий через первую обмотку отопительного устройства.

Вторичная короткозамкнутая обмотка представлена нагревательным элементом, расположенным внутри катушки. Вихревые токи могут появляться и при стандартной частоте электросети в 50 Гц. Однако в такой ситуации отопительный прибор не сможет функционировать с максимальной эффективностью, а во время его работы будут наблюдаться вибрация и шум. Таким образом, частоту необходимо поднять минимум до 10 кГц.

Часть 2. Индукционный котел своими руками - это просто. Выбор индукционной плитки. Доработка.

Устройство агрегата

Отопительный инверторный котел состоит из теплообменника, выполняющего роль сердечника, на который наматывается обмотка тороидального типа, подключенная к преобразователю частоты. Когда по обмотке протекает электроток, появляется переменное магнитное поле, вызывающее появление вихревых токов в теплообменнике.

Необходимая для работы отопительного агрегата частота задается с помощью сигналов с блока управления, поступающих на частотный преобразователь. Все промышленные котлы этого типа оснащаются современными системами автоматизации, позволяющими обеспечить оптимальную температуру теплоносителя, а также выключить агрегат при возникновении аварийных ситуаций.

Теплоноситель проходит через теплообменник и нагревается с помощью вихревых токов. Так как температурные показатели жидкости на входе и выходе различаются, непрерывная циркуляция воды в отопительном контуре возможна даже без использования насосного оборудования. В качестве носителя могут использоваться масло, антифриз, тосол и вода.

Особое внимание нужно обратить на тот факт, что качество жидкости не имеет значения – система находится в состоянии постоянной вибрации, не ощущаемой человеком, и это препятствует образованию накипи на трубах. Внешняя оболочка котла представляет собой металлическую конструкцию, оснащенную системами тепловой и электрической изоляции. Ниже представлена схема индукционного отопления своими руками, которую можно реализовать довольно легко.

Среди преимуществ отопительных устройств индукционного типа стоит отметить следующие:

Однако инверторный агрегат имеет и несколько недостатков. Наиболее существенным среди них является стоимость. Именно поэтому многие домашние мастера решают сделать индукционный котел своими руками. Чертежи этого устройства можно разработать самостоятельно , а можно воспользоваться готовыми. При этом самодельная конструкция практически не будет уступать промышленным моделям по эффективности работы.

Часть 4. Индукционный котел своими руками - это просто. Тестирование в системе водяного отопления.

Существует несколько вариантов конструкций агрегатов этого типа. Однако не все индукционные котлы отопления своими руками просты в изготовлении. Есть две конструкции, на которые стоит обратить внимание.

Из инвертора сварочного аппарата

Создавая индукционные котлы своими руками, сложнее всего собрать преобразователь высокой частоты. Чтобы упростить задачу, можно использовать сварочный инвертор, выдающий сигнал с частотой минимум 20 кГц. Также для работы потребуются следующие материалы :

• Медный проводник с эмалевым изоляционным слоем диаметра 1-1,5 мм.
• Провод с изоляцией и клеммы для подсоединения катушки к инвертору.
• Отрезки проволоки из нержавейки длиной около 5 см и диаметром 3-5 мм.
• Водопроводная полиэтиленовая труба длиной 100 см и диаметром в 50 мм.
• Сетка с мелкой ячейкой из нержавеющей стали.
• Переходники для труб.
• Тройник для подсоединения предохранительного клапана.
• Два шаровых крана.
• Текстолитовые полосы и эпоксидный клей.

В качестве корпуса можно использовать пластиковый либо металлический распределительный шкаф. Сначала на трубе из полипропилена, отступив от ее торцов по 80-100 мм, необходимо укрепить 4 текстолитовых полосы шириной 8-10 мм. Затем на них наматывается от 50 до 100 витков проволоки, покрытой эмалевым защитным слоем. Расстояние между витками должно составлять 0,3-0,6 мм.

На точное число витков влияют диаметр проводника, его показатель удельного сопротивления и выходные параметры используемого инвертора. Если агрегат будет монтироваться в жилом помещении, то лучше сделать тороидальную обмотку, чтобы уменьшить силу внешнего электромагнитного поля.

Индукционный котёл своими руками ч.1

В один конец трубы нужно вставить сетку из нержавейки, а затем плотно набить ее отрезками проволоки из нержавеющей стали. После этого второй конец трубы также нужно закрыть сеткой. Переходники монтируются с двух сторон полиэтиленовой трубы, после чего на них устанавливаются шаровые краны. Предохранительный клапан должен быть установлен со стороны верхнего выходного переходника.

Также предстоит обмазать обмотку эпоксидкой. Для изготовления состава нужно взять чуть больше отвердителя, чем рекомендовано в инструкции – примерно на 10-15%. После этого остается подключить обмотку к инвертору и установить теплообменник в корпус. Важно помнить, что индукционные отопительные агрегаты нельзя запускать без теплоносителя. Перед началом испытания системы на работоспособность ее нужно заполнить водой.

Из индукционной плиты

Здесь возможны два варианта конструкции. Для реализации первого решения предстоит разобрать плиту и использовать медный сердечник ее нагревательного элемента для изготовления катушки. Блок управления плитки можно использовать для питания обмотки. Однако этот способ имеет несколько значительных недостатков:

• Необходимо заново рассчитать показатель индуктивности самодельной катушки.
• Многие модели плит оснащаются системой автоматического отключения через определенный временной отрезок с момента начала работы.
• Индукционные плиты чаще всего имеют мощность не более 2,5 кВт, что делает их пригодными только для изготовления отопительного агрегата небольшой мощности.

Какой котел отопления лучше? Индукционный электрокотел на 2 кВт против тэнового на 2 кВт.

Более простая и эффективная конструкция не требует предварительной разборки плиты. Достаточно установить на это устройство герметичный бак, изготовленный из нержавеющей стали. Эта емкость будет выполнять роль котла системы отопления. Для начала работы самодельного агрегата останется подсоединить бак к системе обогрева.

Если домашний мастер обладает хорошими знаниями в области электроники, то после доработки схемы плиты можно сделать хороший индукционный котел. Однако большинство умельцев выбирают более простые пути решения поставленной задачи. Какая бы конструкция в результате ни использовалась, она позволит сэкономить на приобретении заводского оборудования.

Любой дом должен быть теплым, уютным и комфортным для проживания. Обеспечить это можно с помощью многих факторов, в том числе, правильно организованной системы отопления. Выбирая из множества вариантов обогрева дома, следует остановиться на том, который обеспечит максимальную эффективность, безопасность и экономию. Здесь речь идет об , внедрение которого не требует глобальной перестройки уже имеющейся системы отопления.

Если принято решение соорудить индукционный котел своими руками, предварительно необходимо разобраться во всех тонкостях этого процесса.

Как устроен котел индукционного типа

Корпус такого оборудования состоит из нескольких слоев:

• наружного;
• тепло- и электроизоляционного слоя;
• 2-стенного сердечника.

В котлах, предназначенных для применения в промышленности, используется цилиндрическая обмотка, а в бытовых и самодельных – обмотка проводом из меди по тороидальному принципу. Ее осуществляют между ферромагнитными трубами, обладающими разным диаметром. Обязательное условие: толщина стенки трубы должна быть более 1 см. Внутренняя труба выступает в роли магнитопровода и называется сердечником.

Схема любого электрического индуктора состоит из первичной обмотки (помогает преобразованию электроэнергии в вихревой ток и магнитные поля), а также вторичной обмотки.

Она включает в себя непосредственно корпус котла и основной нагревательный элемент, призванный получить тепло для жидкого носителя, циркулирующего по системе отопления.

Кроме основных компонентов, в состав котла такого типа входят автоматические выключатели и встроенный в корпус теплодатчик.

Нагревательный элемент представлен индукционной катушкой, в которой вырабатывается ток (переменный или постоянный). Появляющиеся в результате этого вихревые потоки способствуют нагреванию стального сердечника. После подключения котла к сети ток, сопровождаемый высоким напряжением, переходит на первичную обмотку, в итоге образуется электромагнитное поле. Именно оно способствует выдавливанию токов в стальной сердечник. Затем все тепло переходит непосредственно к приборам отопления.

Схема индукционного котла позволяет снизить вес и размеры устройства, а также получить максимально возможный КПД. При этом в теплоноситель идет более 95% тепла, что влияет на производительность работы устройства, а также его экономичность. К примеру, нагревание сердечника до 75° С происходит примерно за 7 минут.

Преимущества котлов

Индукционные котлы обладают массой положительных характеристик, которые могут окончательно повлиять на решение о его приобретении или самодельном сооружении:

1. Минимальная вероятность протечки по причине отсутствия разъемных соединений.
2. Защита от накипи (объясняется влиянием высокочастотных вибраций от вихревых потоков).
3. Долговечность (по причине отсутствия элементов, которые могут подвергаться износу).
4. Возможность работы котла от сети с постоянным током или с низким напряжением.
5. Максимально быстрое нагревание.
6. Электро- и пожаробезопасность устройства (объясняется небольшой разницей температур между носителем тепла и сердечником).
7. Возможность экономии электроэнергии за счет низкой инерционности.
8. Бесшумность (отсутствие необходимости ставить котел в отдельном помещении дома).

При этом вероятность выхода из строя минимальна, а необходимость профилактических работ почти нулевая.

Уникальным является тот факт, что теплоноситель, циркулирующий по системе отопления, следует менять всего лишь 1 раз за 10 лет!

Недостатки устройства с индукционным принципом действия

Идеальных приборов не бывает, поэтому перед выбором типа котла стоит учесть некоторые его негативные стороны:

• мощные индукционные котлы способны провоцировать возникновение УВК-волн, действующих в радиусе нескольких метров от котла (их влияние на человека почти отсутствует, но некоторые домашние животные могут улавливать подобные волны, что влияет на их самочувствие);
• индукционные нагревательные устройства промышленного производства обладают высокой стоимостью, так что по карману далеко не всем.

Этапы создания индукционного котла своими руками

По утверждению опытных мастеров, самодельное изготовление индукционного нагревающего прибора под силу любому человеку, хотя бы минимально разбирающемуся в схемах и системах отопления. Состоит мероприятие из следующих этапов:

Изначально для основы котла следует приобрести необходимые материалы:

• сварочный инвертор, обладающий возможностью регулирования тока;
• проволоку или катанку толщиной около 7 мм, которую надо измельчить;
• пластиковую трубу со стенками толщиной не менее 1 см и диаметром около 5 см.

Днище следует закрыть металлической сеткой с ячейками минимального размера и до самого верха засыпать мелкой проволокой. Верхнюю часть трубы закрывают решеткой, а затем фиксируют всю конструкцию с помощью сварочного аппарата.

После этого следует этап подготовки контура первичной обмотки. Для чего эмалированную медную проволоку наматывают, соблюдая дистанцию между витками, на пластиковую трубу.

Создание защитного кожуха, которое подразумевает прикрепление с помощью сварки стального или железного корпуса, обладающего тепло- и электроизоляцией, непосредственно к конструкции. Обмоточная проволока, выведенная наружу кожуха, способствует подключению катушки к электросети.

Затем к пластиковой трубе присоединяются 2 патрубка (входной и выводящий), помогающие циркуляции теплоносителя по прибору.

Особенности монтажа

Важно! Индукционные устройства эксплуатируют исключительно в отопительных системах закрытого типа, оснащенных насосом.

Монтаж осуществляется вертикальным способом.

Максимальную безопасность при эксплуатации котлов такого типа обеспечивают только системы отопления с пластиковой или полипропиленовой разводкой.

Желательно выдержать дистанцию между котлом и приближенными поверхностями: от стены – не менее 30 см, от пола – более 80 см.

Целесообразно вмонтировать подрывной клапан, который поможет сбросить воздух в системе в аварийном случае.

В процессе обогрева не выделяются вредные выхлопы и отпадает необходимость в работе дымохода. Отопление жилого дома с помощью индукционного котла – это современный, экологически чистый и экономичный подход, получивший распространение во всем мире.

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.

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.