Планируя систему отопления на даче, владельцы рассматривают множество технических решений, среди которых – вариант с индукционным котлом. Его установка позволяет экономить электрическую энергию, он не выделяет опасные для жизни вещества, а значит, экологически чист. Есть возможность создать индукционный котел отопления своими руками и убедиться в его преимуществах, например, перед агрегатами, работающими на газе или твердом топливе.
Внутреннее устройство и принцип работы котла
Главное назначение оборудования – создание тепловой энергии из электрической при помощи специального агрегата. В отличие от ТЭНов, индукционные аппараты быстрее увеличивают температуру теплоносителя благодаря абсолютно другой конструкции.
Индукционные котлы эффективно используют в отопительных системах не только частных домов
Теплоносителем традиционно являются вода или антифриз, но иногда применяют и другие жидкости, обладающие необходимым свойством – проводимостью тока
В основе устройства – индуктор (трансформатор), имеющий два вида обмотки. Внутри возникают токи вихревого характера, следующие на виток (короткозамкнутый), который одновременно является корпусом. В результате вторичная обмотка восполняется запасом энергии, которую незамедлительно преобразует в тепло, отдающееся теплоносителю.
Устройство необходимо оснастить двумя патрубками: по одному из них будет подаваться охлажденный теплоноситель, по второму – выходить уже горячий.
Перегрева системы не происходит в связи с тем, что горячая вода постоянно отводится, а вместо нее поступает холодная
Схема котла заводского исполнения аналогична схеме самодельного оборудования
Если разбить принцип работы котла на этапы, получится следующая картина:
- Вода (или другой теплоноситель) поступает в котел.
- На внутреннюю обмотку подается электроэнергия.
- Под напряжением нагревается сердечник, а затем – поверхность.
- Теплоноситель нагревается.
Самостоятельно изготовленный индукционный котел, как правило, имеет простую конструкцию, поэтому он редко выходит из строя. Благодаря вибрации, которая сопровождает работу агрегата, исключено появление накипи, также являющейся частой причиной поломок. По такому же принципу работает заводское устройство:
Примеры конструкций самодельных вариантов
Вариант #1 - Пластиковые трубы+сварочный инвертор
Имея некоторые знания в области физики и владея кусачками, можно собрать элементарную индукционную модель самостоятельно.
Для этого необходимо приобрести уже готовый сварочный инвертор, высокочастотный, с плавной регулировкой тока и мощностью 15 ампер, хотя для обогрева лучше выбрать более мощный аппарат. Катанка из нержавеющей стали или просто отрезки стальной проволоки подойдут в качестве нагреваемого элемента. Длина отрезков – около 50 мм, при диаметре 7 мм.
Медную проволоку можно приобрести в магазине. Обмотку со старых катушек лучше не использовать
Корпус (основа индукционной катушки) будет одновременно частью трубопровода, поэтому для его изготовления подойдет пластиковая труба, обязательно с толстыми стенками, внутренний диаметр которой немного менее 50 мм. К корпусу крепят два патрубка для поступления холодного и отдачи нагретого теплоносителя.
Внутреннее пространство полностью заполняют отрезками проволоки, с обоих концов закрыв металлической сеткой, чтобы они не рассыпались. Индукционная катушка изготавливается следующим способом: вокруг уже готовой пластиковой трубы аккуратно наматывают эмалированный медный провод – примерно 90 витков.
Самодельное устройство необходимо подключить к сети. Из установленного трубопровода вырезают участок трубы, а вместо него ставят самодельный индукционный котел. Его соединяют с инвертором и запускают воду.
Индукционный отопительный котел располагается вместе с остальным оборудованием - в бойлерной
Важно заметить, что индукционные котлы отопления работают только при наличии в системе теплоносителя, без него пластиковый корпус расплавится.
Вариант #2 - конструкция с трансформатором
Для изготовления данного агрегата потребуется аппарат для сварки, а также трансформатор (трехфазный) с возможностью фиксации.
Необходимо сварить две трубы так, чтобы они в разрезе были похожи на бублик
Данная конструкция выполняет и проводниковую, и нагревательную функции. Затем наматывают обмотку, прямо на корпус котла, чтобы он работал более эффективно, несмотря на малый вес и размеры. Схема нагрева теплоносителя стандартна: он получает тепловую энергию при контакте с обмоткой.
Как и более простой вариант, сложная модель оборудуется двумя патрубками – для входа холодного теплоносителя и выхода нагретого
Наличие защитного кожуха поможет исключить потери тепловой энергии. Кожух также можно сделать самостоятельно.
Особенности установки и эксплуатации
Для монтажа индукционной установки подходит отопительная система закрытого типа, в состав которой входит насос, создающий принудительную циркуляцию воды в трубах. Распространенные пластиковые трубопроводы также подходят для установки самостоятельно изготовленного котла.
При монтаже следует соблюдать безопасные расстояния до ближайших предметов: до других приборов и стены – 300 мм и более, до пола и потолка – 800 мм и более. Около выводного патрубка разумно разместить группу безопасности (манометр, клапан сброса воздуха).
Заземление – еще одно обязательное условие установки индукционного котла.
Смастерив индукционный котел своими руками, в скором времени можно увидеть результаты своих трудов: он будет исправно работать длительное время, не уступая заводскому исполнению. Сложный в изготовлении, но экономичный в использовании, он не требует дополнительного обслуживания, главное – соблюдать условия эксплуатации.
В процессе планирования устройства отопительной системы на даче или в загородном доме многие пытаются решить проблему чрезмерных расходов на энергоносители путем установки индукционного котла отопления. Кроме экономии электроэнергии его устройство таково, что позволяет обходиться без вредных выбросов в окружающую среду и не представляет никакой опасности в процессе использования. Немаловажным аргументом в его пользу является и возможность его самостоятельного конструирования. В данной статье мы рассмотрим, что такое индукционный котел отопления: все про принцип работы + 2 варианта устройства своими руками. Кроме того, нам станут очевидны его преимущества перед обычными электрическими котлами и газовыми агрегатами.
Устройство индукционных котлов
В основу внутреннего устройства такого котла включен индуктор (трансформатор). Обычные бытовые индукционные котлы немного отличается от аналогичных промышленных с цилиндрической системой обмотки. В компактных котлах бытового назначения применяется медная обмотка тороидального типа.
Внешний корпус агрегата выполнен из окрашенного металла, затем идет толстый слой тепло- и электроизоляции, внутри которой находится сердечник с двойной стенкой. Он изготовлен из особой ферромагнитной стали и имеет толщину стенок не менее 10 мм. Тороидальная обмотка, которая намотана на сердечнике — это первичная обмоткой. Именно в ней происходит преобразование энергии электрического поля в магнитное, которое создает вихревые токи. Уже их энергия переносится на вторичную обмотку. В роли вторичной обмотки выступает корпус контура, который под действием этой энергии выделяет большое количество тепла, передающегося теплоносителю. Тороидальная обмотка позволяет создавать агрегаты с небольшим весом и габаритами.
Принцип действия индукционных котлов
В стандартную комплектацию обычно входит сам котел, совершенно необходимый полупроводниковый преобразователь, называемый инвертором, автоматические выключатели, терморегулятор электронный. Сам температурный датчик находится внутри корпуса котла.
Работа индукционных котлов базируется на принципе электромагнитной индукции. Его суть в том, что электроэнергия, потребляемая из сети, создает электромагнитное поле. Теплоноситель подается внутрь котла котел через водный патрубок, который приварен внизу. Переменный ток частотой 20 кГц поступает на котел через инвертор. При включении этого прибора ток протекает через тороидальную обмотку котла. При этом стальной сердечник всего за 7 минут нагревается до температуры 750 градусов.
Произведенное тепло передается теплоносителю, циркулирующему внутри контура. Быстрый нагрев жидкости создает конвекционные потоки. Это означает, что разогретый теплоноситель сильно расширяется и устремляется вверх по конструкции котла и далее в саму систему отопления. Часто этого бывает достаточно, чтобы происходила полноценная работа бытового котла, имеющего среднюю протяженностью отопительного контура. Такой метод позволяет достаточно быстро обогревать всю систему, но для лучшей циркуляции нужно дополнительно устанавливать обычный циркуляционный насос.
Благодаря применению принципа магнитной индукции, разогрев теплоносителя в таких котлах происходит гораздо быстрее, чем в агрегатах с тэнами, а потери тепла минимальны. На сердечнике почти не возникает накипь, какой бы жесткой и известковой не была вода.
Это происходит потому, что вихревые потоки вынуждают сердечник вибрировать, не позволяя образоваться накипи. Одновременно, вскипающие у его тела пузырьки, очищают поверхность сердечника. По причине герметичности всей системы, теплоноситель забирает максимальное (98%) количество выделяемой тепловой энергии. Таким образом, эти параметры очень сильно увеличивают КПД котла, что положительным образом сказывается на его экономичности и сроках эксплуатации.
Плюсы и минусы индукционных котлов
Индукционные котлы обладают рядом безусловных преимуществ перед обычными котлами на ТЭНах:
- Стабильные показатели КПД до 99% практически весь срок эксплуатации.
- Отсутствие нагревающихся элементов, что значительно продлевает срок применения устройства.
- Отсутствие двигающихся элементов, что полностью исключает механический износ и необходимость замены комплектующих.
- Отсутствие разъемных внутренних соединений не дает возможность возникновения течи.
- Полная доступность работы даже при постоянном токе либо низком напряжении в сети.
- Очень быстрый нагрев до нужной температуры теплоносителя (5 – 7 мин).
- Достаточно высокая степень электро- и пожаробезопасности, соответствующая классу II за счет использования сердечника, не связанного напрямую с индуктором.
- Отсутствие необходимости установки дымохода и предоставления под котел отдельно расположенного помещения. Для установки данной системы нет потребности в привлечении высококвалифицированных специалистов.
- Нормативный срок эксплуатации прибора до 25 лет и даже более. Он напрямую зависит от герметичности запаянного внешнего шва и от большой толщины металлических труб для сердечника. Ему не нужны никакие профилактические работы в течение всего срока эксплуатации.
- Котел может использовать все доступные жидкие теплоносители: масло, вода, антифриз, этиленгликоль без какой-либо предварительной подготовки.
- Менять отработку теплоносителя можно всего один раз в 10 лет.
- Хорошая защита от перегрева и различных аварий, бесшумность в ходе работы.
- На котлах установлены электронные автоматизированные системы управления.
- Внутри контура отсутствует накипь.
- Возможность подключения котла к любым отопительным системам закрытого типа.
- Минимально возможный прогрев теплоносителя — 35°С.
Но у индукционных котлов есть недостатки, как перед другими отопительными приборами, так и по индивидуальным специфическим параметрам.
- Такие котлы можно подключить только к закрытому контуру отопления, очень часто с принудительной циркуляцией теплоносителя
- Достаточно большой вес котла при довольно небольших размерах. Вес котла мощностью 2,5 кВт составляет не менее 23 кг при полной высоте 45 см и диаметре 12 см.
- Большая, чем у других котлов цена, которая обусловлена наличием дорогостоящей детали – инвертора.
- Генерируемые на расстояние в несколько метров от котла радиопомехи в длинноволновом, средневолновом и даже УКВ-диапазоне. Они не оказывают воздействия на человеческий организм, но их хорошо чувствуют домашние животные и электронная аппаратура.
Установка индукционного котла и системы управления к нему
Установка таких котлов возможна только в закрытую систему отопления. Это требует наличия расширительного бачка-экспанзомата и насоса для принудительной циркуляции теплоносителя.
Согласно инструкции, индукционный котел выставляется строго вертикально. После этого, к нижнему патрубку ввода подключается обратная труба контура отопления. Выходной патрубок расположен в верхней части устройства (сбоку или сверху). На него закольцовывается подающий трубопровод.
Вес монтируемого котла достаточно серьезный, поэтому креплениям нужно уделить самое особое внимание. Они должны быть очень надежными с учетом того, что при работе котла его вес значительно увеличится за счет поступающего внутрь теплоносителя. Боковое расстояние от котла до окружающих предметов и стен – 300 мм. Расстояние до пола и потолка — 800 мм и не меньше. Важным и обязательным условием при монтаже таких котлов является их заземление. С ним возможно использовать, как металлические, так и металлопластиковые трубы.
Рядом с выводным патрубком встраивается группа приборов безопасности: подрывной клапан, манометр, воздухоотводчик. Расширительный бачок устанавливается на удобном участке обратной трубы системы. Запорная арматура главным образом монтируется уже после группы безопасности.
Монтаж всей системы управления, а также самого котла нужно производить в соответствии с существующими правилами и нормами ПУЭ, схемами и условиями, содержащимися в имеющемся в комплекте техническом паспорте.
Примеры самодельных конструкций
Если вы не собираетесь использовать индукционный котел для осуществления главного отопления в частном доме, а хотите оборудовать им дачу или гараж, то вы можете попытаться сконструировать его самостоятельно. Существует два варианта, как это сделать.
Первый вариант
Для его реализации понадобятся куски пластиковых труб и сварочный инвертор. Имея элементарные знания в области физики и умея пользоваться кусачками, можно самостоятельно смастерить элементарную индукционную модель. Для этого нужно приобрести уже созданный высокочастотный сварочный инвертор с плавной регулировкой мощности тока до 15 ампер или даже выше. Для обогрева большой площади лучше выбрать гораздо более мощный аппарат. Еще понадобится катанка из нержавеющей стали либо обычные отрезки стальной проволоки. Это нужно для выполнения роли нагреваемого элемента. Их длина – около 50 мм, при диаметре 7 мм.
Важной составляющей является медная проволока, которую можно без проблем приобрести в любом тематическом магазине. Не следует использовать обмотку со старых катушек. Корпус, являющийся основой индукционной катушки — это одновременно часть трубопровода, поэтому его можно изготовить из пластиковой трубы с толстыми стенками. Ее внутренний диаметр должен быть 50 мм. К этому корпусу крепят два выходных патрубка для поступления холодного и отдачи горячего теплоносителя. Все внутреннее пространство корпуса нужно полностью заполнить отрезками проволоки и закрыть металлической сеткой, чтобы они не высыпались.
Индукционную катушку делают следующим образом: вокруг уже ранее приготовленной пластиковой трубы постепенно наматывают покрытый эмалью медный провод. Понадобится примерно 90 витков. Получившееся самодельное устройство требуется подключить к трубопроводной сети. Из трубопровода вырезают небольшой участок трубы, а вместо него устанавливают самодельный индукционный котел. Его подключают через инвертор и просто запускают воду.
Второй вариант
Это вариант предусматривает использование трехфазного трансформатора с возможностью и фиксации. Кроме того, понадобится еще и сварочный аппарат. Для изготовления устройства нужно сварить две трубы таким образом, чтобы они были похожи на бублик в разрезе. Эта конструкция выполняет, как проводниковую, так и нагревательную функции. Потом наматывают обмотку, непосредственно на корпус котла в целях его более эффективной работы, несмотря на небольшой вес и размеры. Здесь используется стандартная схема нагрева теплоносителя: он получает большое количество тепловой энергии при контакте с обмоткой.
Схема изготовления такой конструкции несколько сложнее, чем в первом варианте. Котел оборудуется двумя патрубками, как для входа холодного теплоносителя, так и для выхода нагретого. Если придумать и самостоятельно соорудить защитный кожух, то можно минимизировать тепловые потери.
Особенности самостоятельной установки и эксплуатации самодельных котлов
Как и в случае котлов, произведенных на заводе, для монтажа самодельной индукционной установки может подойти только отопительная система закрытого типа. В ее состав должен входить центробежный насос, который создает постоянную циркуляцию теплоносителя внутри отопительной системы. Распространенные сегодня пластиковые трубопроводы как нельзя лучше подходят для установки самодельного индукционного котла. Все нормативы, относящиеся к установке магазинных котлов, должны соблюдаться в полной мере и в данном случае. Если установить на систему органы управления и приборы безопасности, то ваша самодельная установка будет мало чем уступать своим заводским собратьям.
Хотя изготовить такой прибор достаточно сложно, и лучше не браться за это дело, не имея «прямых рук», эксплуатировать ее одно удовольствие. Ведь вместе с удобством эксплуатации мы получаем еще и серьезную экономию электроэнергии.
Выбирая котел для отопления дома, владельцы руководствуются, прежде всего, тем, какой источник нагрева доступен для помещения. Газ – самое дешевое топливо, но подведен далеко не вовсе населенные пункты. Электричество – самое распространенное, но не самое дешевое. Индукционный отопительный котел вырабатывает достаточно высокий КПД, при меньшем потреблении электричества, по сравнению с другими электрическими вариантами.
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.
Работа индукционной плиты основана на том же принципе. Такие плитки гораздо экономичнее, по сравнению с обычными электроплитами. Это достигается путем, отсутствия потери тепла, при передаче тепла от нагревателя, к посуде. Маркетологи на сегодняшний день обозначают индукционные котлы отопления, как передовые разработки, созданные на новом принципе. Но на сома деле – это не совсем так. Индуктивные принципы применяются с прошлого века для плавильных печей. Также не используются никакие новые материалы для изготовления котлов.
М. Фарадей открыл явление индукции в 1831г.
Индукционные варианты более безопасны, по сравнению с другими отопительными котлами, в обслуживании практически не нуждаются. Они не содержат динамических деталей, и как следствие, не имеют механического износа. При достаточном охлаждении, срок службы катушки не ограничен. Отдельного помещения такие котлы не требуют. По сравнению с , практически не нуждаются в профилактических работах.
Преимущества индукционного котла:
- Постоянная циркуляция теплоносителя;
- Отсутствие нагревательных элементов;
- Бесшумность.
Индуктивный электрокотел способен обогреть не только площадь небольшого частного дома, но и производственные помещения, при этом не нужно больших затрат на монтаж и обслуживание. Представленные на рынке индукционные котлы отопления не из дешевых. Причина в датчиках системы. Инвертор, применяемый в системе управления, повышает стоимость котла отопления.
Как сделать индукционный котел отопления своими руками
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. Сделать самодельный индуктивный водонагреватель не сложно. Используемые при этом материалы можно найти без особого труда и не высокой цене. Схема такого индуктивного устройства довольно проста.
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).
Для корпуса индукционного котла нужно взять трубу диаметром 5 см. Трубу заполняют кусочками проволоки, 5-7 см, диаметром не более 7 мм. Для соединения котла с системой труб, понадобятся переходники. Схема системы отопления поможет определиться с характеристиками.
Лучше установить автоматическое отключение электроэнергии при утечке теплоносителя. В этом случае, электромагнитное поле не исчезнет, если не отключить подачу электроэнергии, и корпус с креплениями попросту расплавятся.
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.
О преимуществах и недостатках двухконтурного котла узнавайте в следующем материале:
Модернизация индукционного отопления
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.
Можно подобрать схему индукционного отопления своими руками. В этом случае можно хорошо сэкономить свои средства.
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.
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.
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.
При установке инверторного котла в систему отопления, важно правильно подключить заземление.
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.
Индукционный котел отопления своими руками (видео)
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.
В современных системах водяного отопления используются котлы различного типа. Если рассматривать электрические водяные котлы, то они по способу разогрева теплоносителя подразделяются на три основных категории:
Электрические водяные котлы в системе отопления
Классификация
- ТЭНовые. В таких котлах вода или другая жидкость разогревается с помощью ТЕНов – специальных нагревательных элементов.
- Электродные. Разогрев теплоносителя происходит с помощью электродов. Так как вода является проводником электричества, то в камере котла между двумя электродами создается электрический потенциал, и вследствие этого происходит нагрев воды.
- Индукционные. Конструкция этого котла для отопления частного дома напоминает трансформатор, в котором роль нагревателя выполняет металлический сердечник, который находится в магнитном поле. Это относительно новый тип электрокотлов, который с каждым днем приобретают все большую популярность.
Индукционный котел промышленного изготовления
Достоинства
Каждый тип электрических котлов имеет свои достоинства и недостатки. Если рассматривать индукционные котлы, то тут можно выделить такие достоинства:
- Вода в таких котлах нагревается гораздо быстрее по сравнению с другими котлами. Это связано с тем, что не тратится время на разогрев самих ТЭНов или электродов.
- У таких котлов КПД почти как у трансформатора: больше чем у котлов другого типа во много раз. Причем оно не изменяется на протяжении всего срока службы изделия.
- При работе нагревателя происходит небольшая вибрация, поэтому в таких котлах образуется меньше накипи.
- Срок службы такого прибора заводского изготовления примерно 20-30 лет, поскольку у него очень мало деталей, которые могут сломаться.
Недостатки
Из недостатков этого устройства можно выделить два: стоимость – такие устройства на сегодняшний день стоят достаточно дорого, но можно предположить, что в дальнейшем цена будет падать. Причем хороший домашний мастер сможет изготовить такое устройство самостоятельно, уменьшив стоимость готового изделия в разы, возле такого котла образуется магнитное поле, воздействие этого поля на человека до конца не изучено, поэтому не рекомендуется его устанавливать в жилых помещениях.
Рассмотрев все хорошие и плохие стороны работы такого типа котлов можно принимать решение об установке такого устройства в систему отопления частного дома. Если голова на месте, а лишние деньги на покупку тратить не хочется, то можно изготовить его самостоятельно.
Изготовление своими руками
Перед тем как изготовить такое устройство надо, прежде всего, разобраться, как оно работает. Фактически индукционные печи существуют давно и до недавнего времени использовались в производстве для плавки металлов в магнитном поле. Эта печь работает наподобие трансформатора: к первичной обмотке подводится ток большой частоты, порядка 1 МГц. Вторая – короткозамкнутая, роль сердечника тут выполняет расплавляемый кусок металла. То есть если в магнитное поле попадает диэлектрик, например, пластмасса, то оно никак на нее не воздействует, металл тут же расплавится. Этим такие печи и отличаются от ТЭНовых, в которых плавится все.
Принцип работы такого котла представлен на рисунке ниже. Стрелками показано движение магнитных полей внутри и снаружи обмотки.
Принцип работы индукционного котла
При изготовлении индукционного котла можно пойти по двум путям: сердечником служит кусок трубопровода, в середине которого находится металлический сердечник из отрезков проволоки. Вокруг трубопровода намотана радиальная или тороидальная обмотка, через которую пропускают переменный ток большой частоты, котел представляет собой емкость для воды, которую разогревает индукционная плитка промышленного изготовления.
Для изготовления устройства первого типа нужно взять отрезок трубы диаметром 50 мм, в котором с одной стороны припаивают переходник, а внутри закрывают проход предварительно вырезанным кружком из металлической сетки. Затем из металлической проволоки диаметром 5-8 мм нарезают куски длиной 7 см. Эти отрезки закладывают в трубу и закрывают сеткой, для того чтобы они не попали в систему отопления. С другой стороны к трубопроводу припаивают переходник для врезки котла в систему отопления. На эту трубу наматывают 90 витков медной проволоки диаметром 1,5-1,7мм. При этом необходимо следить, чтобы витки располагались ровно и как можно плотнее друг к другу.
Для намотки нужно брать новую проволоку, поскольку со старой проволокой изделие может прослужить недолго.
На рисунке изображен вариант такого котла.
Котел из пластмассовой трубы
Для питания котла можно использовать или индукционную плитку, или сварочный инвертор. При использовании плитки обмотку присоединяют вместо выходной катушки устройства. Сварочный инвертор лучше использовать с плавной регулировкой тока. Если используется сварочный инвертор, выходной ток подбирается опытным путем, так, чтобы обмотка не перегревалась, и при этом котел хорошо работал.
Подключать котел такого типа можно только при наличии воды в системе, поскольку без теплоносителя такой котел просто- напросто расплавится.
Для изготовления котла другого типа, прежде всего, необходимо приобрести индукционную плитку необходимой мощности. После этого можно приступать к изготовлению бака для котла. Бак делается размером 600×500×50 мм. Для этого берется квадратная труба шириной 5см. Из нее отрезается 12 кусков длиной 500 мм. 10 кусков сваривается между собой стенками, чтобы получилась гребенка размерами 500×500×50 мм. В двух оставшихся кусках вырезается по одной стенке и приваривается их вырезанной стороной к выходам труб гребенки. После этого заваривается четыре квадратика 5×5 см, и бак готов. С обеих сторон по диагонали приваривают входящий и выходящий патрубки. К задней стенке получившейся емкости можно прикрутить плитку таким образом, чтобы панель управления выступала из-за бака.
Перед присоединением плитки и подключением котла к системе отопления нужно проверить сварную конструкцию на герметичность. Для этого один выход нужно заглушить, а в другой – подать воду под напором. Если при давлении в 5 атмосфер нет протечек, значит, можно работать дальше, если есть – нужно переваривать.
На рисунке ниже показан один из вариантов такого котла, где на переднем плане видна сварная конструкция, из-за которой выглядывает панель управления индукционной печи.
Котел с индукционной печью
При эксплуатации таких устройств, как индукционный котел необходимо знать следующее:
- Такие котлы нужно использовать в системах водяного отопления с принудительной циркуляцией, поскольку в котле должна постоянно циркулировать вода.
- Котел лучше устанавливать в нежилых помещениях, поскольку вокруг него образуется магнитное поле, которое может неблагоприятно влиять на организм человека.
- В системе отопления должен присутствовать сбросной клапан, потому что если из строя выйдет насос, то сердечник на котле попросту разорвет.
- Расстояние от пола и потолка дома до котла должно быть не менее 80см, а от ближних предметов – 30см.
- Сварочный инвертор должен быть заземлен, во избежание поражения электрическим током.
- В системе подключения инвертора должно присутствовать УЗО, которое предотвратит несчастные случаи при работе с котлом.
Не устанавливайте котел в жилом помещении, так как он является небезопасным устройством для человека, поскольку излучает вредное магнитное поле, а также является электро- и взрывоопасным устройством.
Индукционный котел в системе отопления домаВидео
Котел отопления. Видео
Про особенности монтажа и эксплуатации индукционного котла отопления можно узнать из видео ниже.
В заключение можно сказать, что котлы такого типа пока являются инновацией в отопительных системах, но уже достаточно хорошо зарекомендовали себя на рынке отопительного оборудования. По эффективности работы они уступают разве что инфракрасным обогревателям. Однако в отличие от инфракрасных обогревателей, индукционные котлы можно изготовить самостоятельно, что делает их более доступными для широкого круга потребителей. Причем, если стоит выбор между ТЭНовыми и индукционными, то, скорее всего, надо сделать выбор в пользу последних, ввиду их явных преимуществ. По надежности, энергоэффективности, экономичности они не уступают ни одному ТЭНовому котлу.
Вконтакте
Чтобы обеспечить теплый и уютный комфорт своего загородного дома, человек, в первую очередь, задумывается о том, каким способом обогреть свое жилище. Прежде всего, это касается выбора отопительного оборудования.
Главными критериями выбора отопительных агрегатов являются эффективность их использования, а также минимум затрат за оплату энергоносителей.
Исходя из этих критериев, многие люди считают, что наиболее оптимальным оборудованием для частного дома являются и электрические. Но об эффективности их использования смело можно поспорить в силу того, что газ и электричество постоянно дорожают, а это, в свою очередь, никак не удешевляет затраты на обогрев жилища.
Мы же предлагаем вам ознакомиться с таким альтернативным вариантом обогрева загородного дома, как использование . Поэтому, в этой статье мы подробно расскажем об индукционном котле и его технических характеристиках, а также опишем процесс создания этого агрегата своими руками.
Устройство
Такой вид современного отопительного оборудования, как индукционный котел, состоит из следующих конструктивных компонентов:
- Индуктор.
Этот элемент является самым важным компонентом устройства индукционного агрегата. Это, своего рода трансформатор, схема которого имеет две обмотки:
- первичная обмотка, как правило, намотана на сердечник, и именно в ней создается электромагнитное поле, которое и образует вихревые потоки;
- вторичная обмотка, которая одновременно является и корпусом котла, принимает вихревые токи и передает энергию непосредственно теплоносителю.
- Инвертор. Этот компонент котлоагрета можно назвать еще и преобразователем. Иначе говоря, основная функция инвертора заключается в том, что он принимает обычную бытовую электроэнергию и преобразовывает ее в высокочастотный ток, который подается непосредственно на первичную обмотку индуктора.
- Нагревательный элемент. Это тот же самый сердечник, который может быть представлен в виде металлической трубы.
- Патрубки. Один из них предназначен для того, чтобы в котел поступал теплоноситель, а другой подает нагретую воду непосредственно в отопительную систему.
Замечание специалиста: расчет индуктора производится в зависимости от того, какая мощность котла необходима для обогрева жилища.
Как правило, мощность котла рассчитывается по следующей формуле: 1 кВт на 10 м2 помещения, при условии, что высота потолков не превышает 3 метров. Например, если общая площадь дома составляет 130 м2, то, соответственно, нужен будет индукционный котел мощностью 13 кВт.
Принцип работы
Чтобы понять, как функционирует индукционный агрегат, необходимо ознакомиться с следующими важными моментами:
- 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.
Анализируя устройство и принцип работы котла этого вида, невольно можно прийти к выводу о том, что индукционный котлоагрегат можно вполне сконструировать своими руками, не обладая при этом слишком глубокими знаниями о физических явлениях.
Материалы и инструменты
Перед тем, как начать сборку индукционного котла, прежде всего, нужно позаботиться о наличии всех необходимых материалах для его изготовления, а также, чтобы под рукой были требуемые для работы инструменты.
Для конструирования будут нужны:
- отрезок пластиковой трубы, который будет являться корпусом агрегата;
- стальная или нержавеющая проволока, которая будет являться своего рода нагревательным элементом;
- медная проволока необходима для создания индуктора;
- шаровые краны и переходники будут нужны для подключения индукционного котла к отопительной системе;
- инвертор, желательно от сварочного аппарата;
- кусачки;
- плоскогубцы.
Когда все готово из вышеперечисленного списка, можно приступать непосредственно к сборке котлоагрегата.
Порядок работы
Конструирование индукционного агрегата сводится к следующим основным и последовательным этапам изготовления:
- 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!
Достоинства
Собранный своими руками котлоагрегат, будет обладать целым рядом достоинств, среди которых можно выделить следующие важные моменты:
- быстрый нагрев теплоносителя в котле за 3–5 минут;
- минимальная температура нагрева теплоносителя составляет 35 0С;
- магнитное поле, помимо создания тепловой энергии образует вибрации, которые отлично препятствуют появлению накипи;
- коэффициент полезного действия приближается к 100%, иначе говоря, вся электроэнергия перерабатывается в тепло практически без потерь;
- при функционировании агрегата не выделяются продукты сгорания, вследствие чего, нет необходимости возведения дымохода, а также частого технического обслуживания;
- срок бесперебойного функционирования индукционного котла может достигать до 30 лет благодаря тому, что в конструкции агрегата не предусмотрено механическое движение деталей, и как следствие, отсутствует износ и повреждение комплектующих элементов.
Таким образом, мы раскрыли все характеристики индукционного котлоагрегата, а также указали на все нюансы изготовления котла своими руками. Мы искренне надеемся, что все наши советы и рекомендации, изложенные в этой статье, станут для вас настольным руководством при сборке индукционного агрегата своими руками.
Смотрите видео, в котором опытный пользователь демонстрирует устройство и работу индукционного котла отопления, сделанного своими руками:
