Индукционное отопление. Индукционные котлы отопления: свойства и цена

В связи с постоянным повышением цен на энергоносители, владельцы загородных домов и городских квартир в переходят на альтернативные, более выгодные виды отопления, в основном выбирая автономные его варианты. Некоторые предпочитают устанавливать , чтобы не переплачивать за центральное отопление, которое в некоторых регионах оплачивается не только в зимний период, но и летом. Другие же собственники жилья заинтересовались обогревом дома с помощью электрических приборов.

Электричество удобнее в том плане, что для установки такого водонагревателя не потребуется согласование с разрешительными организациями, составления и утверждения проекта. Но многих отпугивают высокие тарифы. Значит, необходимо останавливать свой выбор на электрических котлах, отличающихся повышенной эффективностью и экономичностью работы. К таким, безусловно, можно отнести агрегаты индукционного принципа действия. Они по праву создали довольно высокую конкуренцию газовым приборам отопления.

Но сам по себе индукционный котел – весьма недешевое «удовольствие». Потому многих домашних умельцев интересует вопрос – можно ли изготовить индукционный котел отопления своими руками. Оказывается, да, это выполнимая задача, но требующая определённого мастерства и знаний, особенно в области электротехники.

Сразу оговоримся о следующем. Автор этих срок не является сторонником «самоделок» в области электрической техники, работающей с напряжениями, опасными для жизни. Поэтому данную публикацию следует рассматривать, как обзор возможных вариантов, но не как пошаговое руководство к действию. Следует очень трезво взвесить свои силы, знания и возможности, прежде чем приступать к выполнению такой задачи.

Что же такое индукционный котел ?

Индукционные системы отопления начали использовать в 80-х годах прошлого столетия на промышленных предприятиях. Бытовые же приборы появились только в середине девяностых годов. За последние десятилетия они были доработаны, и в их конструкцию были внесены некоторые обновления, однако, принцип их работы остается неизменным.

Название данных отопительных систем и приборов уже само по себе говорит о том, что в основе их функционирования лежит электромагнитная индукция. Суть принципа работы состоит в том, что если через проволоку достаточно большого диаметра в сечении, накрученную в виде катушки, пропустить переменный ток, то вокруг этой первичной обмотки создается мощное электромагнитное поле. Если в этом поле окажется проводник, то в нем будет наводиться (индуцироваться) напряжение. Ну а если силовые линии поля пересекают расположенный в нем сердечник из сплава, обладающего магнитными свойствами, то получается своеобразный короткозамкнутый контур. И за счёт появления на нем блуждающих токов Фуко, происходит очень быстрый и сильный нагрев этого материала.

Такой принцип широко используется, например, в сталелитейной промышленности. Нашли ему применение и для быстрого и высокотемпературного нагрева воды. Понятно, что в качестве сердечника в этом случае будет выступать труба или иной канал, по которому циркулирует теплоноситель.

А самый доступный для понятия пример индукционного нагревателя представляет собой проволоку, намотанную на трубу, изготовленную из диэлектрика, которая будет изолировать магнитный сердечник, помещаемый в ее внутреннее пространство.

Проволочная катушка подключается к электропитанию и создает электромагнитное поле. В результате воздействия переменного электромагнитного поля металлический стержень-сердечник будет нагреваться, передавая тепло теплоносителю, который затем поступает в трубы и радиаторы отопительного контура. В качестве теплоносителя в автономных системах отопления может быть использовано масло, вода или этиленгликоль.

Это, конечно, очень упрощенное объяснение. В индукционных котлах промышленного производства в теплообменный ферромагнитным сердечником может являться целый лабиринт труб или каналов, а нередко, например, в вихревых нагревателях, в этом процессе задействован и корпус прибора.

В системах отопления небольшой протяженности теплоноситель, нагреваясь, будет подниматься вверх , и создавшегося естественного давления обычно бывает достаточно для его естественной циркуляции. Если же отопительная магистраль довольно длинная и разветвлённая, завязана на коллекторы с дальнейшим распределением потоков теплоносителя по отдельным контурам, то в систему устанавливают один или несколько циркуляционных , так как без них требуемого перемещения теплоносителя будет добиться невозможно.

Действительно ли индукционный метод нагрева теплоносителя эффективен и надежен ?

Перед тем как покупать или приступать к изготовлению индукционного котла, стоит разобраться в том, насколько эффективен этот метод отопления. В специализированных торговых центрах от продавцов-консультантов можно услышать только положительные характеристики систем, работающих по этому принципу. Однако, далеко не всё, что ими будет сказано, на все 100% соответствует действительности. И у этих отопительных агрегатов есть свои, так называемые , «подводные камни» .

Продавцы оперируют целым перечнем тезисов, стараясь увеличить продажи котлов, работающих по индукционному принципу:

• Например, распространено утверждение, что принцип работы данных приборов являются инновационной разработкой.

В реальности, это не соответствует действительности, так как электромагнитная индукция была открыта еще в 1831 году английским физиком-экспериментатором Майклом Фарадеем . Во второй половине ХХ-го века индукционные системы с успехом применялись в металлургической промышленности.

Из этого можно сделать вывод, что данные приборы вряд ли стоит относить к инновационным технологиям. Однако, в этом есть и свой «плюс», так как подобная система уже проверена временем и доказала свою эффективность.

• Следующим важным качеством, на которое делают упор продавцы, является экономичность использования индукционного котла. Обычно утверждается, что данный тип агрегатов потребляют энергии на 25÷30% меньше, чем другие электрические нагреватели. Можно ли с этим согласиться ?

Наверное, все же нет. Любой потребляет электроэнергию соответственно своей мощности, указанной производителем в техническом паспорте. То есть для выработки одного киловатта тепла, в самом идеальном случае (при 100-процентном КПД) прибору необходимо потребить киловатт электроэнергии. Причем , даже при названных параметрах, КПД агрегата может быть меньше, так как многое зависит еще и от конкретных условий эксплуатации котла.

От мощности и эффективности работы нагревательного элемента зависит время нагрева теплоносителя до нужной температуры. Нужно сказать, что часть затраченной энергии, так или иначе, расходуется вхолостую, так как материалы, из которых изготавливаются детали прибора, имеют не нулевое сопротивление. Однако, теплопотери от работы индукционного котла не уходят «в дымоходную трубу», а остаются в помещении, где установлен прибор, в чем часто заключается очевидное их преимущество.

Итак, напрашивается вывод, что сколь-нибудь серьезно сэкономить на электроэнергии при использовании индукционного котла вряд ли получится. Но эффективность их и скорость нагрева – действительно высока.

• Несмотря на указанный в техпаспорте, установленный производителем примерный срок эксплуатации (не путать с гарантийным!), продавцы уверяют, что прослужит индукционный обогревательный котел не менее 25 лет. Необходимо согласиться, что эта информация достоверна, если электронный блок управления выполнен качественно. Блок включает в свою комплектацию полупроводниковые элементы, которые все же могут выйти из строя. Как правило, производители дают десятилетнюю гарантию на комплектующие элементы электронного блока. Однако, достаточно часто они отлично работают в течение 25÷30, а то и больше лет.

На а в самом котле, по большому счету, просто нечему ломаться. Так, первичная обмотка, обычно изготавливаемая из меди, имеет большой запас прочности и прослужит длительный срок, если будет производиться ее надлежащее охлаждение (а это обеспечивается циркуляцией теплоносителя).

Стержень-сердечник или материал внутренних каналов конечно, со временем начнет разрушаться, так как на него будет постоянно оказывать неблагоприятное воздействие агрессивная среда теплоносителя, а также чередование остывания-нагрев. Однако, для того чтобы он полностью стал непригоден для эксплуатации, должен пройти не один десяток лет.

Учитывая конструкцию котла, работающего по индукционной схеме, можно сделать вывод, что он значительно надежнее и долговечнее отопительных приборов, в которых в качестве нагревательных элементов используются ТЭНы .

• Еще одно качество, которое ставят в плюс индукционным отопительным прибором — это бесшумная работа - якобы она выгодно отличает его от других агрегатов отопления. Возникает вопрос, так ли это?

А вот здесь-то, как раз , с точностью «до наоборот». Да, электрические отопительные агрегаты функционируют бесшумно, так как во время их работы не создается акустических колебаний и не используется механических узлов. Однако, именно при функционировании индукционного прибора могут явственно ощущаться низкочастотные колебания, которые могут раздражать людей с обостренным слухом. Это негативное явление сведено к минимуму в котлах вихревого типа , в которых питающее напряжение на первичную катушку предварительно преобразуется в высокочастотное.

Кроме того, если в систему установлен циркуляционный насос невысокого качества, то он тоже может стать источником легкого раздражающего шума. Но это уже касается всех систем отопления, независимо от типа котла. Но современный ассортимент насосов вполне позволяет приобрести совершенно бесшумную модель.

• Компактность котла покупатель может оценить визуально. Можно сказать, что этот агрегат состоит из отрезка трубы определенной длины, который не займет много места, в отличие от других отопительных приборов. Правда, масса у индукционного котла обычно – весьма внушительная, то есть потребуются надёжные кронштейны.

Однако, не стоит забывать, что потребуется место для сопутствующих элементов системы, а также разводки контуров и установки коллекторов, если этого требует схема. Если необходимо обогреть довольно большую площадь дома, то нередко устанавливается несколько индукционных приборов, и для всей такой системы потребуется немало места.

• Утверждение о том, что котлы этого вида полностью безопасны, причем , это качество котлов выражено больше, чем у их ТЭНовых аналогов, неверно. Безопасность эксплуатации у этих двух видов отопительных приборов примерно одинакова, и зависит от правильного подключения и от работоспособности систем заложенной в них защиты от экстремальных ситуаций.

Например, если в индукционном приборе произойдет утечка теплоносителя, а электромагнитное поле не отключится вовремя, и нагрев внутреннего сердечника продолжится, то корпус и крепления могут оплавиться буквально в считаные минуты. Поэтому , приобретая прибор или конструируя его самостоятельно, необходимо обратить внимание на автоматическое отключение агрегата в случае аварийной ситуации.

Как можно видеть из представленной выше информации, у индукционных котлов, так же, как и у других отопительных агрегатов, есть свои недочеты , и они не являются уникальными приборами, позволяющими платить за отопление сущие копейки. Однако, эффективность их не подается сомнению. И еще – благодаря компактным размерам котла, его вполне можно разместить в условиях квартиры, например, в нише, так, что он будет практически незаметен.

Как самостоятельно изготовить индукционный котел ?

Существует немало конструкций индукционных котлов. Некоторые из них сложны для самостоятельного исполнения, другие – попроще. Далее будут рассмотрены относительно доступные варианты, которые можно изготовить в домашних условиях. Однако, чтобы воплотить эти проекты в жизнь, потребуются определенные материалы и инструменты.

Первый вариант – с использованием индукционной варочной панели

Этот вариант отопительного прибора можно назвать экспериментальным. Он подходит для отопления небольшого помещения в 20÷25 м². В отопительный контур, отапливаемый от такого прибора, лучше всего установить или радиаторы, которые быстро прогреваются и отдают тепло в помещение. К тому же объем таких радиаторов невелик, поэтому потребуется небольшое количество теплоносителя, который будет быстро нагреваться в индукционном мини-котле.

Источником переменного электромагнитного поля в данном проекте является индукционная варочная панель, которая, возможно, была заменена на более современную модель, и пока без дела валяется в кладовой.

Для изготовления этой модели отопительного прибора, работающего по индукционному принципу, потребуются следующие материалы:

• Стальная профильная труба 50×25 мм, десять отрезков длиной в 500 мм и два в 300 мм – для изготовления теплообменника котла.
• Стальная профильная труба 50×30 мм, две штуки длиной в 500 мм и один в 700 мм – для изготовления кронштейна.
• Стальная труба диаметром в 20÷25 мм — два отрезка длиной в 120÷150 мм.
• Стальной лист толщиной в 3÷4 мм для изготовления расширительного бачка размером 270×270×100 мм.
• . Их количество будет зависеть от конкретной схемы, которая делается для определенного места размещения котла и его обвязки. Для соединения труб потребуются сопутствующие элементы – муфты, уголки, резьбовые фитинги и т.п . – здесь можно проявить собственное видение обвязки и разводки труб.
• Шаровые краны, которые будут перекрывать движение теплоносителя при необходимости проведения профилактических или ремонтных работ на отопительном оборудовании.

Кроме этих материалов, необходимо подготовить некоторые другие приборы и принадлежности, необходимые для выполнения монтажа и для установки в обвязку котла.

• Циркуляционный насос.
• Индукционная электрическая двухкомфорочная плита – по-другому ее часто называют панелью.

Для выполнения работ потребуется некоторые инструменты и приборы, а также , безусловно, умение с ними работать:

• Прибор для пайки полипропиленовых труб.
• Газовый ключ.
• Электрическая дрель.
• «Болгарка» (шлифмашинка ).

Работы по изготовлению такого нагревательного индукционного котла проводятся в следующем порядке:

Иллюстрация
	Первым шагом, с помощью «болгарки» нарезается профильная стальная труба на отрезки нужной длины. Из них будет изготовлен корпус теплообменника, по которому будет циркулировать теплоноситель. Отрезки складываются рядом на торцевую сторону, получается своеобразная батарея. Их необходимо зафиксировать в прижатом друг к другу положении. Далее, трубы сваривают между собой точечной сваркой. Сначала их прихватывают по краям, а затем по всей линии стыков, через каждые 100 мм. Для быстрейшего остывания и укрепление сварных точек, а также для очистки от сварной гари, получившеюся конструкцию можно пролить струей холодной воды.
	Следующим шагом нужно подровнять края получившейся «батареи» - для этого их подрезают шлифмашинкой. Ровные края необходимы, так как они будут закрываться металлическим П-образным профилем (швеллером), который должен быть идеально ровно установлен на края сваренных вместе квадратных труб.
	П-образный профиль можно приобрести в готовом виде или же изготовить самостоятельно, вырезав одну широкую полосу из профильной трубы. Таких деталей нужно подготовить две штуки. Причем, вырезанные полосы далее будет использованы для закрытия торцевых краев П-образных деталей, а также для конструкции кронштейнов.
	Теперь, получившийся профиль-швеллер необходимо очень аккуратно приварить сплошным швом к краям торцевых сторон «батареи». Пространство, которое будет образовано этой деталью, позволит циркулировать теплоносителю по трубам – получаются два своеобразных коллектора. Здесь необходимо отметить, что вполне можно изготовить теплообменник-батарею в виде змеевика -- это упростит циркуляцию теплоносителя, он будет быстрее прогреваться, что увеличит теплоотдачу.
	Далее, от одной из полос, которые остались после изготовления П-образных профилей, отрезаются четыре вставки-заглушки, по размерам соответствующие отверстиям образованным П-образными профилями, приваренными к торцам батареи. Затем, они привариваются на предназначенное для них место сплошным швом, так как конструкция должна получиться герметичной.
	Теперь, на торцевых сторонах батареи нужно просверлить два отверстия, в которые ввариваются отрезки труб, имеющих с внешней стороны резьбу. Один патрубок должен быть расположен в нижней части одной стороны батареи - он предназначается для входа остывшей воды в отопительный котел (так называемая «обратка»). Второй патрубок вваривается в отверстие, расположенное в верхней части противоположной стороны конструкции. Через него нагретая вода будет поступать в отопительный контур (подача). Кроме них, в центре боковых сторон, также с помощью сварки, фиксируются отрезки профильной трубы длиной в 100 мм.
	Сварочные точки и швы на готовом теплообменнике зачищают с помощью шлифмашинки и придают конструкции аккуратный внешний вид и гладкость. Особенно тщательно нужно обработать заднюю сторону теплообменника, так как к ней должна быть прижата нагревательная поверхность индукционной плиты.
	Далее, готовую сборку необходимо загрунтовать и затем покрыть термостойкой краской предназначенной для металлических элементов системы отопления.
	Следующим шагом из металлических панелей изготавливается расширительный бачок. Его детали свариваются между собой сплошным швом, так как он должен быть герметичен. В нижнюю сторону этой детали системы, врезается патрубок с внешней резьбой, для подключения к контуру отопления. Нужно сказать, что расширительный бачок можно купить и в готовом виде. Его вместимость выбирается в зависимости от того, сколько теплоносителя будет находиться в отопительном контуре – можно исходить из величины 10% объема.
	Далее нужно подготовить раму-кронштейн для установки индукционной панели и закрепления теплообменника. На данной иллюстрации можно видеть, что кронштейн состоит из двух вертикально расположенных профильных труб и нижней полочки. Последняя также может быть изготовлена из профильной трубы, с которой срезается одна узкая и одна широкая сторона. В средней части вертикальных профилей привариваются отрезки профильной трубы. Их месторасположение нужно рассчитать так, чтобы они могли состыковаться с отрезками трубы, закрепленными на торцах теплообменника. Затем все детали скрепляются между собой сваркой, причем нижняя горизонтальная деталь конструкции должна образовать полочку, на которую будет установлена индукционная панель. После этого на кронштейне закрепляется теплообменник с помощью отрезков труб приваренных на его торцах. Однако, между кронштейном и теплообменником должен остаться зазор, в который можно будет установить индукционную панель, так, чтобы она была плотно прижата к теплообменнику своими нагревательными элементами.
	Индукционная панель, предназначенная для приготовления пищи, работает по тому же принципу, что и котел, так как внутри нее расположены катушки, индуцирующие мощное переменное электромагнитное поле. Это поле и станет «инициатором» нагрева стальным профильных труб батареи-теплообменника. Удобство ее использования состоит в том, все электронные и электротехнические модули находятся внутри конструкции, а внешнее покрытие панели делает прибор безопасным. Устанавливая панель в кронштейн за теплообменником, ее прижимают к его поверхности.
	Теперь остается только подвести к котлу трубы, которые соединят его с отопительным контуром. Для этого могут быть использованы полипропиленовые или металлопластиковые трубы, главное, чтобы они были предназначены для горячей воды, имеющей температуру не менее 95 градусов. Как говорилось выше, выход нагретого теплоносителя из установки связывается с трубой доставляющей его в радиаторы, а также с расширительным бачком, который закрепляется на стене под потолком.
	Вся система не будет эффективно работать без циркуляционного водяного насоса, который может быть установлен в любом удобном месте отопительного контура, но в идеале – на трубе «обратки» перед входом в котел – там он в меньшей мере будет подвержен высокотемпературному воздействию. Желательно, чтобы он располагался недалеко от розетки электропитания.
	Осталось заполнить систему водой (теплоносителем), проверить герметичность всех соединительных узлов. Если все в норме, можно запускать котел. На иллюстрации показан пробный пуск, с использованием переноски. В реальных условиях эксплуатации, безусловно, необходимо подвести к котлу отдельную линию питания с соответствующим сечением провода и контуром заземления.

Используя индукционную панель можно изготовить и другой вариант котла, который будет более эффективен, чем выше описанный выше, хотя и менее компактен.

Особенность этого варианта заключается в горизонтальном расположении индукционной панели с установленными непосредственно на нагревательные площадки, находящиеся в ней, теплообменными блоками. Здесь конструкция, по сути, работает так же, как обычная плитка, на которую устанавливают кастрюлю с водой и нагревают до высоких температур. Отличие заключается в том, что емкость («кастрюля») делается из ферромагнитного сплава, то есть активно нагреваются все ее стенки. Эти емкости делаются герметичными, связанными между собой, и нагретая вода не испаряется, а уходит в подключенный к такому котлу отопительный контур.

Второй вариант – с самодельной индукционной катушкой и сварочным инвертором

Второй вариант индукторного нагревателя котла изготавливается на базе высокочастотного сварочного инвертора. Желательно, чтобы аппарат был оснащен плавной регулировкой сварочного тока. Мощность инвертора должна быть прямо пропорциональна мощности, которую должен иметь котел отопления. Самым подходящим вариантом для самодельной конструкции является показатель инвертора в 15 ампер, однако при необходимости можно сделать его и более мощным.

Следует правильно понимать, что подключение водонагревателя производится ни в коем случае не к клеммам сварочных проводов – ничего, кроме короткого замыкания в этом случае не получится. Инвертор придется несколько видоизменить – первичная обмотка создаваемого нагревателя должна подключаться после высокочастотного преобразователя, вместо индукционной катушки самого инвертора. Если самому разобраться с этим сложно, то проконсультируйтесь со специалистом в этой области.

Этот принцип нагрева и используется для нагрева теплоносителя, который проходит через ту самую трубу, помещаемую в электромагнитное поле. Вариант, показанный ниже, можно назвать весьма спорным, но мастер, который опробовал его на практике, убеждает в его работоспособности и эффективности.

Как будет видно, затраты на изготовление – минимальные, так что при желании вполне можно провести эксперимент. Пусть даже мощности не хватит для полноценного отопления – возможно, это будет приемлемое решение для нагрева воды в бытовых целях.

Иллюстрация	Краткое описание выполняемой операции
	Итак, кроме сварочного инверторного аппарата для создания нагревателя потребуется еще ряд деталей. В качестве корпуса, который будет являться частью отопительного контура, а также основой для формирования индукционной катушки и теплообменника, используется отрезок полипропиленовой трубы с толстыми стенками (PN25) длиной в 400÷500 мм, предназначенной для транспортировки горячей воды. Желательно, чтобы внутренний диаметр трубы составлять не менее 50 мм, то есть применяется труба с внешним диаметром 75 мм. Можно взять и поменьше, скажем, с внешним 50 мм, внутренним – 33, но производительность нагревателя, понятно, снизится. Потребуется стальная проволока или металлический прут диаметром в 6÷7 мм - из него нарезаются отрезки длиной в 40÷50 мм. Эти элементы возьмут на себя роль ферримагнитного сердечника-теплообменника. Возможны и иные варианты теплообменников – об этом будет казано ниже.
	Вместо нарезанных отрезков прута, вставляемых в полость трубы, может быть использован один толстый металлический стержень или стальная труба меньшего диаметра, стальной шнек, или другие изделия, обладающие магнитными свойствами и удобные для помещения в трубе ПВХ. Так, практикуют заполнение трубы стальными шариками, крупной стружкой, ненужными гайками и т.п. Если для заполнения трубы используются мелкие металлические элементы, от которых будет нагреваться теплоноситель, то один край трубы необходимо закрыть металлической сеткой. Затем засыпать в нее стальные элементы наполнителя, а затем закрыть сеткой второй ее край.
	Можно использовать металлический шнек с частыми витками или же несколько металлических трубок диаметром в 4÷5 мм, которые будут плотно установлены в полипропиленовый корпус-трубу. Они обеспечат большую площадь прямого теплообмена с циркулирующей водой. Некоторые мастера используют для заполнения «котла» стальную проволоку или даже обычные кухонные мочалки из нержавейки, плотно забивая ими полипропиленовую трубу.
	Приобретая кухонные мочалки для таких целей, их будет необходимое проверить на то, имеют ли они магнитные качества. Для этого, отправляясь за покупкой в магазин, можно взять с собой обычный магнит и приложить его к изделию для очистки посуды. Если такая мочалка будет магнититься, значит, она подходит для заполнения полости индукционного теплообменника. Так как стружка тонкая, она будет очень быстро нагреваться, отдавая тепловую энергию теплоносителю, который будет через нее проходить. Вариант плотного заполнения трубы металлической стружкой можно, пожалуй, назвать самым простым, доступным и эффективным вариантом.
	Когда корпус индукционного теплообменника будет заполнен металлическими изделиями, по его краям привариваются муфты-переходники, приводящие его большой диаметр к диаметру труб отопительного контура. Затем, при необходимости установки прибора в конкретное место, к муфтам через отрезок трубы привариваются уголки-отводы, направляющие течение теплоносителя в нужном направлении. Будет неплохо вварить муфты с гайками-американками - так нагревательный прибор станет съемным, например, для выполнения каких-либо ремонтно-восстановительных или профилактических работ. Конкретная схема распайки этих уголков-отводов или, при необходимости – прямых участков трубы, составляется заранее, исходя из конкретных условий установки отопительного прибора и разводки контура.
	Далее на трубу нужно наклеить текстолитовые палочки или же стержни, которые послужат основой для намотки индукционной катушки. Текстолит выбирается потому, что обладает отменными диэлектрическими качествами и не боится повышенных температур.
	По краям корпуса теплообменника из того же текстолита нужно сделать стойки-компенсаторы для концов проволоки, высотой в 12÷15 мм. Они потребуются для расположения клеммных контактов, через которые котел будет подключаться к инверторному аппарату.
	Катушка наматывается из изолированного провода сечением в 1,5 мм, который применяется для намотки в трансформаторах. Витки укладываются сверху текстолитовых стержней с шагом в 3 мм. Концы кабеля закрепляются на текстолитовых стойках-фиксаторах. Намотка должна состоять из целого отрезка хорошо изолированного кабеля, так как именно по нему будет проходить электрический ток, создающий электромагнитное поле, необходимое для разогрева сердечника-теплообменника.
	Для создания намотки потребуется 10÷10,5 м изолированного кабеля, из которого должно получиться 90 витков. Его длина и размер сечения была определена после просчета параметров катушки, расположенной на "родном" индукторе сварочного аппарата. Для подключения катушки к сварочному аппарату на концы намотанного провода закрепляются клеммы. Соединение нужно хорошо изолировать.

Всю эту конструкцию, в целях безопасности можно поместить в кожух, который послужит внешней изоляцией для прибора. Он должен быть изготовлен из диэлектрического материала , которым может послужить труба большого диаметра из ППР , ПВХ или ПЭ . В защитном кожухе предусматриваются отверстия для выпуска концов кабеля питания, выхода патрубков для врезки в контур отопления или горячего водоснабжения. Например, торцы можно заклеить заглушками, посадив на термостойкий клей и сделав в них или боковых частях кожуха отверстия для патрубков. Здесь, в принципе, широкое поле для фантазии мастера.

Испытание данного прибора можно осуществлять только после установки его в систему отопления и заполнения ее теплоносителем. В противном случае при нагреве полипропиленовая труба корпуса может быстро расплавиться.

На данной иллюстрации показана примерная схема автономного отопительного контура с установленным в нем индукторным котлом. Система состоит из следующих элементов и узлов:

1 - Подключение к электрической сети через преобразователь энергии. В рассмотренной выше конструкции в качестве него используется высокочастотный преобразователь сварочного инвертора.

2 - Сам индукционный водонагреватель.

3 - Элементы «группы безопасности», к которым могут относиться манометр, термометр, предохранительный клапан и автоматический воздухоотводчик .

4 - Шаровые краны, перекрывающие подачу воды на определенном участке контура, а также для подпитки или сливания воды из отопительного контура.

5 - Циркуляционный насос, необходимый для создания необходимого потока теплоносителя.

6 - механический (сетчатый) для очистки теплоносителя. Фильтрация теплоносителя позволяет существенно увеличить срок службы котельного оборудования.

7 - Мембранный расширительный бак, необходимый для компенсации температурного расширения воды или иного теплоносителя.

8 - Радиатор отопления. В системе, работающей от индукционного котла, эффективнее всего будет работать биметаллический или алюминиевый радиатор. Они отличаются небольшими объемами и очень высокой теплоотдачей.

9 - Линия для подпитки системы водой или ее опорожнения для проведения профилактических или ремонтных работ.

В заключение публикации необходимо еще раз подчеркнуть: если нет опыта работы с электротехническими изделиями, подзабылись знания начал физики, нет уверенности в своих навыках в слесарных и сантехнических работах, то за такое дело браться не стоит. Лучше всего будет приобрести индукционный котел в готовом виде или же, на крайний случай, заказать прибор у опытного мастера, который не только его изготовит, но проверит его работоспособность и безопасность в эксплуатации.

Видео: Мастер делится секретами самостоятельного изготовления индукционного котла

Несмотря на огромное количество способов получения тепла с помощью природных ресурсов, владельцы жилья всё чаще обращаются к использованию для обогрева дома электронагревательных установок.

Котельные установки, работающие с использованием электроэнергии, экологичны , так как в атмосферу не выделяются продукты сгорания, появляющиеся при сжигании нефтепродуктов, газа, угля и даже дров.

Вихревой нагреватель

Ещё одним плюсом использования электрообогрева является простота обслуживания систем отопления , смонтированных на основе электрокотлов. Однако удобство применения электроэнергии для отопления жилья становится всё более затратным способом получения тепла в доме – оплата счета за потребление электричества с каждым отопительным сезоном становится для многих непосильной.

Владельцы домов начинают искать альтернативу электрокотлам, основой конструкции которых является стандартный ТЭН.

Постепенно набирают популярность индукционные электрические котлы, также преобразующие электроэнергию в тепло, необходимое для обогрева помещений. Однако их конструкция позволяет использовать энергоноситель гораздо экономнее , что значительно уменьшает текущие расходы на содержание дома в отопительный сезон.

Экономия электроэнергии идет за счёт быстрого нагрева теплоносителя системы отопления. Это происходит благодаря индукционному устройству, заменившему в котле традиционный ТЭН.

Кроме уменьшения расходов на отопление у данных котлов имеется солидное количество преимуществ перед другими электрокотлами – высокий КПД, долгий срок службы (не менее 25 лет) и отсутствие накипи .

Внутреннее устройство индукционного нагревателя и принцип его работы

Конструкция такого устройства, созданного для получения теплоэнергии, в простейшем виде аналогична трансформатору. Как и трансформатор, индукционный генератор состоит из короткозамкнутых обмоток – первичной и вторичной.

Первичная обмотка служит для преобразования электроэнергии в вихревые токи, создающие электромагнитное поле, направленное на вторичную обмотку. Вторичная обмотка одновременно является и корпусом индуктора, и нагревательным элементом, передающим полученную энергию в систему отопления. Теплоносителем может быть любая электропроводящая жидкость, начиная от обычной технической воды, до масла и антифриза.

Поскольку вихревой индукционный нагреватель (или просто вин) при работе не выделяет продукты разложения топлива, то он наиболее безопасен среди различных видов обогревательного оборудования, используемого для обеспечения теплом зданий различного назначения. Такая система отопления гарантирует благоприятный состав атмосферы, что означает сохранение её экологической чистоты.

Система отопления начинает работу сразу после подачи напряжения на внутреннюю обмотку . Возникающее электромагнитное поле направляет вихревые токи на поверхность сердечника, расположенную снаружи.

Их плотность практически моментально возрастает, нагревая поверхность сердечника, а затем и полностью весь элемент. Это тепло и служит для нагрева теплоносителя, циркулирующего в котле.

Зачем нужен для системы отопления? Виды устройства, и принцип его работы.

Стоит ли устанавливать терморегулятор на радиатор отопления? изделие?

Следует иметь в виду, что устройство врезается в отопительную систему при помощи двух патрубков. Нижний из них служит для подачи охлаждённого теплоносителя. Он монтируется на входе в котёл, а через второй патрубок нагревшийся теплоноситель направляется в отопительную систему.

Подача нагретого теплоносителя осуществляется за счёт гидростатического напора. Поскольку теплоноситель постоянно циркулирует в системе, осуществляя отвод горячей жидкости в систему отопления, то возможность перегрева оборудования полностью исключена .

Особенности монтажа котельной установки и её эксплуатации

Для обеспечения непрерывной циркуляции теплоносителя, система отопления, оборудованная индукционным электрокотлом, должна быть закрытая, в обязательном порядке снабжённая циркуляционным насосом. Существуют некоторые правила установки индукционного котла в помещении.

Котёл должен быть смонтирован на расстоянии не менее 30 см от поверхностей стен. От пола и от потолка дистанция должна быть более 80 см. Для возможности наблюдения за работой системы и обеспечения её безопасности сразу за патрубком вывода теплоносителя следует встроить манометр, подрывной клапан, автоматическое устройство, предназначенное для отвода воздуха.

Перед началом работы следует обязательно проверить наличие в системе теплоносителя. Подача электроэнергии при его отсутствии гарантирует выход оборудования из строя. Устанавливать такой котёл можно в любом помещении здания, с учётом его монтажа на указанном выше расстоянии от его стен, потолка и пола.

Многих потребителей, использовавших при монтаже системы пластиковые трубы, волнует вопрос: можно ли к ним подсоединять инновационный котёл? Такой проблемы не существует, пластиковые трубы для систем отопления рассчитаны на использование любого отопительного оборудования.

Читайте , как правильно выбрать расширительный бачок для системы отопления закрытого типа.

Преимущества и недостатки . Как выбрать и установить?

Как выбрать тепловой насос для отопления частного дома? Преимущества и недостатки систем отопления будущего.

Цена индукционного котла и стоимость установки

Выбор мощности индукционного котла, как и любого отопительного оборудования. определяется размером отапливаемой площади здания. От мощности зависит и стоимость оборудования. Самый недорогой ВИН котёл, из имеющихся в продаже, стоит около 30 тыс. рублей. Стоимость монтажа начинается от 6 тыс. рублей.

Мощность такого нагревателя составляет 6 кВт, что вполне достаточно для обогрева небольшого загородного дома. В нём имеется две секции нагрева, по 3 кВт каждая, что очень удобно при повышении наружной температуры воздуха. Такая конструкция отопительного оборудования позволяет значительно снизить расход электроэнергии на обогрев дома.

Отзыв:

Долго выбирал ВИН котел и купил SAV. На 5 кВт. Поскольку была задача отапливать дачный домик. Аппарат со своей задачей справляется неплохо. Единственный минус — часто выбивает автомат, и отказывается работать через УЗО. Буду проводить более мощную линию энергоснабжения. Возможно это решит проблему.

Индукционный электрический котёл своими руками

Простота конструкции позволяет домашним умельцам изготовить индукционный отопительный котёл вин самостоятельно. При изготовлении простейшего варианта такого нагревателя потребуется приобрести высокочастотный сварочный инвертор .

Желательно, чтобы он был снабжён устройством для плавной регулировки тока. От величины сварочного тока (не менее 15 ампер) зависит мощность конструкции.

Также следует подготовить следующие материалы:

• толстостенную пластиковую трубу, внутренний диаметр которой чуть менее 5 см;
• проволока из нержавейки 7 мм;
• переходники для подсоединения к отопительной системе;
• эмалированный медный провод;
• мелкая металлическая сетка.

Проволока нарезается на кусочки около 5 см . Затем берётся пластиковая труба, на дне которой закрепляется металлическая сетка, а затем к основанию крепится переходник. Эта труба будет выполнять одновременно две функции — станет участком трубопровода отопительной системы и основой индукционной катушки.

Внутренняя часть трубы полностью заполняется обрезками проволоки . Они послужат материалом, нагреваемым электромагнитным полем, а закреплённая сетка из металла не даст им провалиться в трубопровод. Затем на верхнюю часть пластиковой трубы также устанавливается переходник.

Следующим этапом работы станет изготовление катушки . Вокруг основы из пластиковой трубы, заполненной обрезками проволоки, аккуратно наматываются 90 витков подготовленного медного провода. Провод должен быть расположен в средней части трубы.

Готовое устройство устанавливается с помощью переходников в разрыв трубопровода отопительной системы . Установка производится строго вертикально.

После монтажа катушку следует соединить с высокочастотным инвертором, а отопительную систему заполнить теплоносителем. Нагревательное устройство должно быть обязательно подключено к заземлению. Теперь можно начинать пользоваться нагревательным устройством, изготовленным собственноручно.

Для предотвращения потерь тепла и более эстетичного внешнего вида следует изготовить теплоизоляционный корпус.

Также смотрите видео о том, как сделать индукционное отопление своими руками:

Изучение потребительского спроса на рынке котельного оборудования говорит, что большая часть покупателей, использующих для отопления жилья электроэнергию, отдают предпочтение современным индукционным котлам заводского изготовления, оборудованными различными системами безопасности, мощными и экономичными. Такая обогревательная техника нового поколения с каждым годом становится более популярной.

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.

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.