Индукционный котел отопления своими руками: теоретическая база и практическое воплощение

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: 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:

  • Индукционный котел более долговечен по сравнению с ТЭНовым аналогом.
  • 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:

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

    Выделяющееся на обмотке тепло расходуется на обогрев дома.

    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.

    Читайте также:  Кронштейны для радиаторов отопления: особенности выбора и применения

    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!

    Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен

    Индукционное отопление своими руками

    Как сделать индукционный котел своими руками? Для создания индукционного котла в качестве нагревательных деталей применяются элементы, преобразующие электроэнергию в теплоэнергию. Благодаря своей конструкции этот прибор способен нагревать воду достаточно быстро, что делает его наиболее эффективным обогревателем для дома.

    Принцип работы

    Работа водонагревателя построена на концепции индукционного нагрева. При подаче электроэнергии электрическое высокое сопротивление материала приводит к нагреву структуры, после того как в рамках вещества сгенерируются вихревые токи. Медные катушки поддерживают поток переменного электрического тока через них. Этот процесс приводит к созданию осциллирующего магнитного поля, что в дальнейшем индуцирует ток, используемый для отопления.

    Возможно, ли собрать индукционный котёл отопления своими руками, если нет специальных знаний? Достаточно вспомнить теоретические основы физики и приобрести нужный набор материалов и инструментов. Схема индукционной системы нагрева показана на рисунке.

    Делаем самостоятельно

    Самодельный индукционный котёл представлен на следующем рисунке.

    Индукционный нагреватель воды обладает относительно простой конструкцией, в дополнение к их сборке желательно иметь под рукой самый обычный преобразователь, лучше, если это устройство имеет дополнительную ручную регулировку тока. Из видео можно увидеть, насколько проста идея: собрать самодельный индукционный котел:

    Всего лишь несколько основных компонентов – все, что необходимо для создания рабочего устройства индукционного нагревателя.

    1. Фильтр. Можно применить обычный фильтр или же на ферритовое кольцо намотать 100—150 витков провода. Диаметр провода – 1,5 мм. Намотка ведётся сдвоенным проводом, каждый из которых является сетевым. Следует учесть его пробойные характеристики. Размеры кольца выбираются согласно коэффициенту заполнения. Площадь сечения кольца – не менее 1,5 см 2 .
    2. Конденсатор, включенный в разрыв между схемой и сетевым фильтром, должен быть рассчитан на работу с импульсными и переменными токами.
    3. Трансформатор. Сначала наматывается вторичная обмотка, содержащая один виток медной шины площадью не менее 1 Ом 2 . Можно использовать 10 проводов диаметром 1,4 мм спаянных параллельно. После наматывается вторичная обмотка трансформатора, содержащая 40 витков провод диаметром 1,5-2 мм. Слои первичной обмотки наматываются согласно рисунку.

    Трансформатор желательно подобрать с наибольшей силой, можно даже из электротехнической стали, но тогда толщина каждого листа набора должна составлять не более 0,35 мм.

    При подключении питания через буферный конденсатор переменное напряжение поступает на диодный мост, где напряжение выпрямляется и заряжает конденсатор ёмкостью 4 мкФ до 300—350 В. Как только напряжение достигает 300 В установка (собранная на динисторе, диодах и конденсаторе) создаст импульс, который откроет тиристор. Накопленный заряд перейдёт на первичную обмотку трансформатора Т1, смотри чертежи: схему и диаграмму напряжения для первичной обмотки трансформатора.

    Индукционный ток закроет тиристор, и отрицательная волна индукционного поля через диод создаст быстроменяющийся вихревой ток в трансформаторе.

    Высокий КПД данной системы объясняется введением в трансформатор намотанной бифилярно первичной катушки и двух колебательных контуров с индуктивной связью и короткоимпульсным запуском тиристора.

    Схема может дать побочный эффект, связанный с опережением напряжения в буферной ёмкости относительно тока на угол 80 градусов.

    Испытание индукционного нагревателя смотрите на видео:

    Заключение

    Индукционный водонагреватель может работать от однофазного, а также трехфазного электропитания. Кроме того, вы сможете позволить себе роскошь: постоянную подачу горячей воды в любое время в течение дня.

    Такое индукционное отопление, выполненное своими руками, является довольно эффективным, с точки зрения затрат и энергии.

    Кроме того, это выгодное устройство, так как имеет интегрированную систему. В этом проточном водонагревателе первый литр воды нагревается до 40 0 С в течение нескольких минут. Технически несложное оборудование, разработанное своими руками. Подогреватель воды от индукции не только даст вам хороший контроль температуры, но также позволит регулировать мощность, которую он потребляет.

    Индукционный котел отопления своими руками: практическое

    Дает ли индукционная схема нагрева теплоносителя какие-то настоящие преимущества? Как она экономична если сравнивать с ТЭНами? Как устроен индукционный котел? Трубно ли собрать его самостоятельно? Попытаемся ответить на эти вопросы.

    Что это такое

    Сущность явления электромагнитной индукции, открытой Майклом Фарадеем в 1831 году — в том, что в помещенном в магнитное поле проводнике возбуждается электрический ток. Эффект, например, лег в базу принципа работы любого современного трансформатора.

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

    С обмоток трансформатора возможно снять напряжение с нужными чертями и применять его для работы электродвигателя либо электроники. А что, в случае если в генерирующую вихревые токи обмотку поместить не подключенный ни к чему ферромагнетик?

    Разумеется, появляющаяся ЭДС (электродвижущая сила) всецело преобразуется в кинетическую энергию перемещения его молекул. Несложнее говоря — в нагрев.

    Справка: как раз так работают индукционные плавильные печи и кухонные плиты на сталелитейных фирмах.

    Отправимся потом. Что, в случае если поместить ферромагнитный сердечник в поток воды, движущейся в замкнутом контуре? Разумеется, вода начнёт охлаждать его и нагреваться сама.

    Так, на выходе мы возьмём готовый электрический котел для отопления дачи.

    Стоит только решить пара технических неприятностей:

    • Подобрать сердечник из некорродирующего материала.
    • Изолировать его от катушки, обеспечив наряду с этим герметичность конструкции.
    • Сделать так, дабы сама катушка не перегревалась при прохождении через нее громадных токов.

    Преимущества индукционной схемы

    В большинстве случаев, 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.

    Дабы не быть бездоказательными, приведем параметры нескольких устройств, присутствующих на русском рынке.

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

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

    1. Индукционный котел более долговечен если сравнивать с ТЭНовым аналогом.
    2. Он снабжает большую (до 40-50%) экономию электричества, что разрешит затратам быстро окупиться.

    Давайте попытаемся оценить правдивость обоих утверждений.

    Долговечность

    Утверждения о том, что индукционная конструкция только отказоустойчива и долговечна — полная правда.

    • В котле нет движущихся частей. Раз так — всецело отсутствует механический износ конструкции.
    • Он избавлен от главной неприятности ТЭНов — известкования нагревательных элементов. Известковая накипь неспешно теплоизолирует трубчатые нагреватели и ведет к их перегреву.
    Читайте также:  Панельные радиаторы: особенности конструкции, преимущества и недостатки, установка

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

    Экономичность

    Давайте отыщем в памяти базы физики.

    • С позиций сэра Исаака Ньютона, энергия никуда не девается и ниоткуда не берется. Вечный двигатель неосуществим, для нагрева фиксированного объема воздуха на 10 градусов необходимо израсходовать строго определенное количество тепловой энергии независимо от конструкции нагревателя.

    • При любых преобразованиях энергии любого типа она, в конечном итоге, или делает физическую работу (другими словами перемещает владеющий ненулевой массой объект против вектора гравитации), или употребляется для нагрева внешней среды.

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

    Вся израсходованная электричество всецело преобразуется в тепло, на 1 КВт электрической мощности возможно взять 1 КВт тепловой.

    Так, единственное, чем возможно было бы в теории растолковать якобы более высокую эффективность индукционного котла — меньшее рассеивание тепла в окружающей среде.

    Данный аргумент не выдерживает никакой критики:

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

    1. На 50% меньшие потери тепла при сопоставимой либо нехорошей теплоизоляции корпуса котла выглядят, мягко говоря, вызывающе большие сомнения.
    • Рыночная цена индукционных устройств неправомерно завышена.
    • Их экономичность — как сказал один из героев Булгакова, обычный случай так именуемого лжи. Электрическая мощность прибора подбирается из расчета стандартных 40 ватт на кубометр отапливаемого помещения. Попытка обогреть 4-киловаттным прибором 200-метровый дом приведет только к осознанию недавним клиентом того, что он был через чур наивен.

    Очумелые ручки

    Не обращая внимания на нагромождения дезинформации, сама по себе индукционная схема более чем в праве на судьбу. Завышенная рыночная цена в полной мере закономерно ведет к мысли изготавливать индукционные котлы отопления своими руками. Как это сделать?

    Корпус

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

    Самое очевидное решение и простой — полипропиленовая труба диаметром 40 миллиметров. В совершенстве — с армированием фиброй, которая очень положительно повлияет на прочностные качества корпуса.

    Обмотка

    Чтобы изолировать нагревающуюся при подаче питания катушку индуктивности от термопластичного полипропилена, поверх корпуса нужно наклеить пара текстолитовых полос. Чем клеить? Самое очевидное решение и простой — силиконовый герметик: он владеет приемлемой адгезией к пластикам и замечательно переносит умеренный нагрев.

    Принципиальный момент: лучше брать герметики от именитых производителей ( Ceresit, Момент и т.д.). Недорогие герметики отличаются от них прежде всего куда нехорошей адгезией к проблемным поверхностям, к каким, понятное дело, относится и ровная стена полипропиленовой трубы.

    Сама катушка наматывается бронзовым эмалированным проводом диаметром около 1,5 миллиметров (сечение 2,25 мм2). Неспециализированная протяженность обмотки должна быть равна 10-15 метров. Витки лучше накладывать с маленьким постоянным зазором.

    Сердечник

    Каким он должен быть?

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

    Вот пара вероятных решений.

    • Винтовой шнек, хорошо входящий в трубу. Двигаясь по канавкам в нем, вода будет отбирать максимум тепла.
    • Рубленая нержавеющая проволока. Она не весьма эргономична тем, что импровизированный котел нужно будет ограничить с обеих сторон железной сеткой.
    • Скатанные из нихромовой проволоки ‘ежики’, хорошо засунутые в трубу.
    • Наконец, самая несложная инструкция: подобным образом в трубе возможно разместить железные (нержавеющие) мочалки для посуды.

    По окончании того, как сердечник занял свое место, котел снабжается с обеих сторон переходниками с полипропилена диаметром 40 мм на резьбы ДУ20 либо ДУ25. Они не разрешат выпасть сердечнику и разрешат монтировать котел в любой контур, покинув соединения разборными.

    Преобразователь питания

    Что будет, в случае если намотанную нами катушку индуктивности к розетке?

    Давайте выполним несложный расчет.

    • Удельное сопротивление бронзового проводника при +20С равняется 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.

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

    Очевидное решение — снизить напряжение питания. Преобразователь должен быть достаточно замечательным, дабы дать как минимум 2,5 — 3 киловатта.

    Готовым преобразователем таковой мощности может стать сварочный инвертор с регулировкой тока. Регулировка не только убережет обмотку от перегрева, но и разрешит плавно регулировать действенную мощность отопительного котла. При выходном напряжении инвертора в 80 вольт большая надёжная для температуры обмотки мощность будет равна примерно 2 КВт.

    Затраты

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

    Заключение

    Сохраняем надежду, что читателю понадобятся наши советы. В приложенном к статье видео возможно отыскать дополнительную данные о независимом изготовлении индукционного котла. Удач!

    Индукционный котел отопления: преимущества применения и технология изготовления своими руками

    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 газовые котлы 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 индукционного отопления. 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:

    1. 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.
    2. 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.
    3. Нагревательный элемент. Это тот же самый сердечник, который может быть представлен в виде металлической трубы.
    4. Патрубки. Один из них предназначен для того, чтобы в котел поступал теплоноситель, а другой подает нагретую воду непосредственно в отопительную систему.

    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.

    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;
    • циркуляционный насос;
    • 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:

    1. Стальная или нержавеющая проволока нарезается кусачками на отрезки длиной от 3 до 7 см.
    2. Пластиковая труба плотно заполняется нарезанными кусками проволоки. При этом важно знать, что проволоку нужно укладывать таким образом, чтобы внутри не образовывались пустоты.
    3. На торцах трубы закрепляется металлическая сетка с той целью, что не допустить высыпания отрезков проволоки.
    4. Сверху и снизу трубы врезаются патрубки. Нижний патрубок нужен для поступления теплоносителя в котел, а верхний – для его подачи в отопительную систему.
    5. Поверх трубы наматывается медная проволока, при этом необходимо соблюсти то условие, чтобы количество витков было не менее 90.
    6. Концы проволоки присоединяются к разъемам инвертора.
    7. С помощью переходников и шаровых кранов котел подключается к отопительной системе, а также устанавливается циркуляционный насос, если такового не было в схеме отопления.

    Достоинства

    Подключение индукционного котла в отопительную систему. (Для увеличения нажмите)

    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.
    Читайте также:  Самодельный радиатор: актуальные методы изготовления и способы их реализации

    Познавательную статью о том, как сделать индукционный нагреватель воды своими руками, читайте здесь.

    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:

    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.

    Ссылка на основную публикацию