Решения

Как сделать индукционный котел отопления своими руками. Индукционный котел отопления своими руками: теоретическая база и практическое воплощение Как изготовить индукционный котел 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.

Данную конструкцию можно собрать собственноручно

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:

первичную;
вторичную.

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.

Это все, что вам понадобится, чтобы его изготовить

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:

Для начала нужно нарезать нержавеющую проволоку на несколько частей. Их длина должна составлять около 5 сантиметров, диаметр - 7 миллиметров.
Чтобы сделать корпус, понадобится пластиковая труба диаметром 50 мм.
Теперь требуется прикрыть дно подготовленной трубы металлической сеткой. Желательно, чтобы она была с мелкими ячейками, тогда через них не смогут пройти куски нержавейки.
Заполняют корпус имеющейся проволокой. Затем плотно закрывают второе отверстие трубы, используя такую же сеточку.
На следующем этапе предстоит намотать медную проволоку на среднюю часть корпуса, произведя около 90 оборотов. Сделать это нужно как можно плотнее.
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.

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.

Чтобы обеспечить теплый и уютный комфорт своего загородного дома, человек, в первую очередь, задумывается о том, каким способом обогреть свое жилище. Прежде всего, это касается выбора отопительного оборудования.

Главными критериями выбора отопительных агрегатов являются эффективность их использования, а также минимум затрат за оплату энергоносителей.

Исходя из этих критериев, многие люди считают, что наиболее оптимальным оборудованием для частного дома являются и электрические. Но об эффективности их использования смело можно поспорить в силу того, что газ и электричество постоянно дорожают, а это, в свою очередь, никак не удешевляет затраты на обогрев жилища.

Мы же предлагаем вам ознакомиться с таким альтернативным вариантом обогрева загородного дома, как использование . Поэтому, в этой статье мы подробно расскажем об индукционном котле и его технических характеристиках, а также опишем процесс создания этого агрегата своими руками.

Устройство

Такой вид современного отопительного оборудования, как индукционный котел, состоит из следующих конструктивных компонентов:

Индуктор. Этот элемент является самым важным компонентом устройства индукционного агрегата. Это, своего рода трансформатор, схема которого имеет две обмотки:
- первичная обмотка, как правило, намотана на сердечник, и именно в ней создается электромагнитное поле, которое и образует вихревые потоки;
- вторичная обмотка, которая одновременно является и корпусом котла, принимает вихревые токи и передает энергию непосредственно теплоносителю.
Инвертор. Этот компонент котлоагрета можно назвать еще и преобразователем. Иначе говоря, основная функция инвертора заключается в том, что он принимает обычную бытовую электроэнергию и преобразовывает ее в высокочастотный ток, который подается непосредственно на первичную обмотку индуктора.
Нагревательный элемент. Это тот же самый сердечник, который может быть представлен в виде металлической трубы.
Патрубки. Один из них предназначен для того, чтобы в котел поступал теплоноситель, а другой подает нагретую воду непосредственно в отопительную систему.

Замечание специалиста: расчет индуктора производится в зависимости от того, какая мощность котла необходима для обогрева жилища.

Как правило, мощность котла рассчитывается по следующей формуле: 1 кВт на 10 м2 помещения, при условии, что высота потолков не превышает 3 метров. Например, если общая площадь дома составляет 130 м2, то, соответственно, нужен будет индукционный котел мощностью 13 кВт.

Принцип работы

Чтобы понять, как функционирует индукционный агрегат, необходимо ознакомиться с следующими важными моментами:

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

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

Анализируя устройство и принцип работы котла этого вида, невольно можно прийти к выводу о том, что индукционный котлоагрегат можно вполне сконструировать своими руками, не обладая при этом слишком глубокими знаниями о физических явлениях.

Материалы и инструменты

Перед тем, как начать сборку индукционного котла, прежде всего, нужно позаботиться о наличии всех необходимых материалах для его изготовления, а также, чтобы под рукой были требуемые для работы инструменты.

Для конструирования будут нужны:

отрезок пластиковой трубы, который будет являться корпусом агрегата;
стальная или нержавеющая проволока, которая будет являться своего рода нагревательным элементом;
медная проволока необходима для создания индуктора;
шаровые краны и переходники будут нужны для подключения индукционного котла к отопительной системе;
инвертор, желательно от сварочного аппарата;
кусачки;
плоскогубцы.

Когда все готово из вышеперечисленного списка, можно приступать непосредственно к сборке котлоагрегата.

Порядок работы

Конструирование индукционного агрегата сводится к следующим основным и последовательным этапам изготовления:

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

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

Достоинства

Собранный своими руками котлоагрегат, будет обладать целым рядом достоинств, среди которых можно выделить следующие важные моменты:

быстрый нагрев теплоносителя в котле за 3–5 минут;
минимальная температура нагрева теплоносителя составляет 35 0С;
магнитное поле, помимо создания тепловой энергии образует вибрации, которые отлично препятствуют появлению накипи;
коэффициент полезного действия приближается к 100%, иначе говоря, вся электроэнергия перерабатывается в тепло практически без потерь;
при функционировании агрегата не выделяются продукты сгорания, вследствие чего, нет необходимости возведения дымохода, а также частого технического обслуживания;
срок бесперебойного функционирования индукционного котла может достигать до 30 лет благодаря тому, что в конструкции агрегата не предусмотрено механическое движение деталей, и как следствие, отсутствует износ и повреждение комплектующих элементов.

Таким образом, мы раскрыли все характеристики индукционного котлоагрегата, а также указали на все нюансы изготовления котла своими руками. Мы искренне надеемся, что все наши советы и рекомендации, изложенные в этой статье, станут для вас настольным руководством при сборке индукционного агрегата своими руками.

Смотрите видео, в котором опытный пользователь демонстрирует устройство и работу индукционного котла отопления, сделанного своими руками:

В данной рубрике мы постараемся разъяснить конструкцию котла на схеме индукции, сложность его сборки своими руками, появляются ли ощутимые преимущества, применяя индукционную схему нагрева и на сколько она выгоднее ТЭНов.

Понятие электромагнитная индукция, которую открыл еще в 1831 году Майкл Фарадей, заключается в расположенном в магнитное поле проводнике создается электрический ток.

Каждый современный трансформатор работает по данному принципу.

При наматывании на ферромагнитный сердечник двух изолированных обмоток и подаче на одну, к примеру, 220 В, вторая начинает обладать напряжением, которое касается данных 220 В в такой же степени, как величина витков вторичной обмотки касается величины витков первично.

Трансформаторные обмотки позволяют снимать требуемое количество напряжения и применять его в работе электроники или электрического мотора. А если не подсоединенный ни к чему ферромагнетик уложить в обмотку, которая генерирует токи вихрей?

Понятно, что образующаяся ЭДС целиком превратиться в кинетическую энергию перемещения его молекул, или же – в нагрев.

Замечание: как раз по такому принципу на сталелитейных предприятиях осуществляют работу плавильные печи и кухонные плиты.

Ну а если, в водяном потоке, который распределяется по замкнутому контуру, разместить ферромагнитный сердечник? Понятное дело, что он начнет охлаждаться водой, которая будет сама затем нагреваться.

Обладая этой информацией, можно изготовить индукционный котел отопления своими руками.

Но сначала необходимо разобраться с техническими вопросами:

найти подходящий сердечник из материала, который не подвергается коррозии;
произвести его изоляцию от катушки, при это непроницаемость сооружения должна быть обеспечена;
обезопасить катушку от перегрева при ее взаимодействии с большими токами.

Индукционная конструкция является крайне долговечной и отказоустойчивой, по следующим причинам:

В котле отсутствуют движущиеся элементы, а это значит, что целиком исключен износ механической его части.

Известкование частей нагревания, которые являются главной проблемой ТЭНов, не опасна. Со временем накипь извести приводит к теплоизоляции трубчатых нагревателей и в последствии и к их перегреву.

Интересный факт: во время возбуждения в сердечнике индуктора вихревых токов он крайне мало заметно вибрирует. Данная функция позволяет поверхности самоичищаться.

Обычно, ценники котлов с индукционной схемой заводского производства достигают более высоких значений, чем у ТЭновых аналогов, и при 4-киловаттной мощности аппаратуры начинается с 20-25 тыс. рублей.

Разберем характеристики нескольких конструкций, имеющихся на российском рынке:

Модель	Цена	Площадь обогрева	Изготовитель	Электрическая мощность
Индикатор	18000 руб.	200 кв. м	Украина	4 КВт
ИНЭРА SAV	30000 руб.	50-80 кв. м	Россия	4.5 КВт
Эдисон-5	35000 руб.	100-120 кв. м	Европа	5 КВт
ВИН-5	27000 руб.	60-150 кв. м	Россия	4.25 КВТ

Обоснованием наибольшей цены у продавцов и изготовителей служат следующее аргументы:

Долговечность ТЭНовых котлов значительно меньше индукционных аналогов.
Индукционные котлы способны экономить до 50% электроэнергии, а это означает быструю окупаемость затрат.

Ниже расположен график расхода электроэнергии за 7 месяцев периода отопления. При применении котлов разной сборки, предоставленная таблица предлагает провести сравнение расходов. Не надо спешить ей верить.

По утверждениям сэра Исаака Ньютона, энергия ниоткуда не берется и никуда не девается.

Вечный двигатель не предусмотрен. Чтобы нагреть указанное количество воздуха на 10 градусов необходимо применить строго конкретную величину тепловой энергии, не взирая на устройство нагревателя.

Каждое преобразование энергии в независимости от ее типа она осуществляет физическую работу или применяется в нагреве окружающей среды. Из этого следует, что единственным теоретическим объяснением для «типа» более высокой полезности котла с индукционной схемой является наименьшее рассеивание тепла в окружающей среде.

Уточняем: вся электрическая аппаратура прямого нагрева обладает 100% КПД.

Вся задействованная электрическая энергия целиком превратиться в тепловую: из 1 КВт электричества возможно получение 1 КВт тепловой мощности.

Данные факты не выдерживают никакой критики:

Во время установки котла в отопительной комнате тепло, которое не подлежало поглощению теплоносителем, в конце концов задействовано в обогреве.

При соизмеримой или худшей корпусной теплоизоляции котла на 50% низкие тепловые потери выглядят сомнительно.

Рыночная цена индукционных конструкций завышена.

Их экономичность просто вранье. Электрическую мощность к оборудования подбирается из расчета стандартных 40 Вват на отапливаемое помещение объемом 1 куб. м. Если же недавний покупатель попробует обогреть 4-киловаттным прибором дом в двести куб. м., то лишь осознает свою наивность.

Но, исключая всю дезинформацию, которую придали индукционным конструкциям, основания на существование у нее имеется. Превышенная рыночная цена приводит к желанию построить, обладающий схемой индукции котел отопления своими руками. И сейчас мы выясним как это сделать:

Для изолирования катушки индуктивности, нагревающейся от термопластичного полипропилена при подаче электропитания, обшивочную часть советуется обклеить текстолитовыми полосками.

Самым простым способом приклеивания является силиконовый герметик, он обладает необходимой адгезией к пластиковым сооружениям и т.п., а также хорошо выдерживает умеренный нагрев.

Катушку же нужно намотать эмалированным шнуром из меди, который имеет диаметр 1.5 мм и сечение 2.25 кв. мм. Вся длинна обмотки должна достигать 10-15 м. Витки накладываются с маленьким постоянным зазором.

Очень важно: наиболее пригодным вариантом герметика считаются от надежных производителей «Момент, Ceresit и т. д.». Герметики с низкой стоимостью имеют значительно худшую адгезию к проблемным плоскостям, которой является стенка полипропиленовой трубы.

Он должен обладать:

диэлектрическими характеристиками;
достаточной прочностью;
и обладать плотным подключением к отопительному контуру.

40 миллиметровая в диаметре труба из полипропилена является самым простым и эффективным вариантом. Надежнейшим решением послужит добавление армированной фибры, которая придаст корпусу наивысшую прочность.

У него должны быть следующие свойства:

проводящие — вихревые токи не будут наводиться в диэлектрике;
сопротивляемость ржавчине – коррозия в закрытом контуре до добра не довет;
ферромагнитными – диамагнетик исключает связь с электро-магнитным полем.

Варианты решения:

он должен располагать рубленой проволокой, которая не подвергается ржавению – её неудобство содержит ограничение импровизированного котла с обеих сторон металлической сеткой;
плотно входящий в трубу винтовой шнек отличное решение – при движении по канавам в нем, самый большой тепло-объем будет взиматься водой;
скатанные из нихромовой проволоки «ежики», плотно помещенные в трубу;
соответствующим методом в трубу можно вставить кухонные мочалки из нержавеющего металла.

Ниже расположен чертеж котла отопления своими руками.

Электро-подающий преобразователь

Что произойдет при соединении намотанной нами индуктивной катушки к розетке?

Давайте произведем простой расчет:

Медный проводник имеет удельное сопротивление при 20С равное 0.175 Ом х кв. мм/м.

С сечением 2.25 мм и длиной десять метров цельная сопротивляемость катушки достигает семи десятых Ома «10 х 0.175/2.25».

Соответственно, снабжая проводник в 220 В, через него будет проходить ток 314 А «220/0.7».
Для сравнения: рассчитывая проводку для меди взымается из расчета 10 А/кв. мм.

Итог полностью очевиден: если подать ток в десять, а то и более, крат выше вычисленного, наш проводник просто поддастся плавлению.

Вариант исправить положение набивается сам по себе – необходимо уменьшить напряжение питания. Преобразователь необходим являться достаточно мощным для отдачи минимум 2.5-3 КВт.

Сварочный инвертор с контролем электротока дозволено использовать под средством готового преобразователя нужного электро-напряжения. Управлением электротоком является страховкой обмотки от перегревания и позволяет размерено координировать задействованную мощность отопительного котла. Если выходное напряжении инвертора ровняется 80 В, то предельно допустимая температура обмотки мощность рассчитывается в 2 КВт.

Также по данному принципу можно изготовить котел отопления на солярке своими руками, которые обладает.

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.

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.

Таким образом, на выходе мы получим готовый .

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.

Модель	Электрическая мощность, Вт	Стоимость, рубли	Производитель	Площадь обогрева
ВИН-5	4250	27000	Россия	60-150
Индикатор	4000	18000	Украина	200
Эдисон-5	5000	35000	Европа	100-120
ИНЭРА SAV	4500	30000	Россия	50-80

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.

Давайте попробуем оценить правдивость обоих утверждений.

Долговечность

Утверждения о том, что индукционная конструкция исключительно отказоустойчива и долговечна – абсолютная правда.

Причины?

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.

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.

На 50% меньшие теплопотери при сопоставимой или худшей теплоизоляции корпуса котла выглядят, мягко говоря, сомнительно.

Выводы очевидны:

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.

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

Он должен быть:

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.

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 .

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.

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.

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.

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.