Устройство индукционного котла

Индукционные котлы для отопления: что это такое? Как сделать своими руками?

Эффект электромагнитной индукции, открытый Майклом Фарадеем в 1831 году, нашел практическое применение в сталеплавильных печах спустя 70 лет.

Так же сложно идет процесс внедрения индукционных приборов в жизнь и сейчас.

Использование электричества для отопления – изначально дорогое предприятие. Стоимость электроэнергии, как источника тепла, не может конкурировать с дизельным топливом и природным газом. Оно остаётся оправданным только при отсутствии альтернативы в загородных коттеджах и дачных домах.

Электрические нагревательные приборы популярны благодаря высокому КПД, индукционные котлы не исключение. КПД близок к 99%. Потребляемая электрическая энергия полностью преобразуется в тепловую энергию.

Принцип действия

Вспомнить физику можно, посмотрев видео :

В основу работы индукционного котла заложен эффект электромагнитной индукции, вернее – индукционный нагрев ферримагнитных элементов, передающих тепловую энергию теплоносителю.

Индукционные котлы для отопления: что это такое? Как сделать своими руками? - фото 1

По конструкции водонагреватель представляет собой трансформатор в сварном металлическом корпусе. Первичный контур – катушка индуктивности, размещенная в герметичном объеме. Вторичная обмотка (сердечник) – замкнутая цепь труб разного диаметра, которые заполняются теплоносителем.

При подаче электричества катушка генерирует магнитное поле, в результате чего во внутреннем контуре индуцируются токи, вызывающие нагрев сердечника и от него – теплоносителя.

В роли теплоносителя могут применяться любые жидкости: вода, масло или антифризы.

Катушка индуктивности располагается в герметичном отсеке и не имеет прямого контакта с теплоносителем. У индукционного котла отсутствует нагревательный элемент и электрод, на котором возможно образование накипи и отложений. Теплоноситель подаётся в котёл в нижнюю часть, под действием магнитного поля достаточно быстро нагревается и подается к батареям отопления. Большая площадь соприкосновения обеспечивает значительный объём одновременно нагреваемой жидкости.

Классификация

Индукционные котлы классифицируют по:

  1. Рабочей частоте тока.
  2. Напряжению – 220В или 380В.
  3. Мощности.

Котлы с индукционным нагревом теплоносителя током промышленной частотой в 50 Гц получили аббревиатуру SAV, котлы с высокочастотным (до 10 кГц) током — ВИН – вихревой индукционный нагреватель. Применение инвертора позволило уменьшить размеры котлов и повысить их производительность. При одинаковой мощности ВИН выделяет на 20% тепловой энергии больше, и прогрев теплоносителя осуществляется быстрее.

Преимущества

  • Компактность.
  • Простота монтажа и технического обслуживания.
  • Автономность.
  • Максимальный КПД.
  • Высокая надежность.
  • Возможность применения различных теплоносителей.
  • Отсутствие накипи.
  • Долговечность.
  • Отсутствие продуктов горения, отпадает необходимость устройства дымоходов.

Недостатки

  • Высокая цена
  • Большой вес
  • Необходимость монтажа дополнительного оборудования

Расчет мощности

Приблизительный расчет необходимой мощности котла можно произвести самостоятельно. Для этого надо принять за исходную величину 60Вт на 1 квадратный метр площади дома, но практичнее производить расчеты с первоначальным значением мощности в 1кВт на 10 м². Такой запас обеспечит работу котла в оптимальном режиме без максимальных нагрузок.

Установка и подключение

Монтаж индукционных котлов достаточно прост. Чертежи не нужны. Котлы представляют собой готовое заводское изделие, и установка не требует специальных навыков.

Индукционные котлы для отопления: что это такое? Как сделать своими руками? - фото 2

Необходимо соблюдение нескольких правил:

  1. Монтаж выполняется в закрытую отопительную систему.
  2. Установка дополнительного оборудования осуществляется в рекомендованной паспортом последовательности.
  3. Расположение котла — строго вертикально.
  4. Учитывая большой вес предусмотреть надежное анкерное крепление кронштейнов.
  5. Выполнить монтаж с рекомендуемыми зазорами – по сторонам 300мм, сверху и снизу 800мм.

Правильный монтаж индукционного котла обеспечит эффективную работу радиаторов отопления и водяных теплых полов.

Практический совет

Для предотвращения возможных резонансных вибрационных явлений крепление котла к стене осуществлять через резиновые прокладки.

Подключение к системе отопления производится стандартными металлопластиковыми или пластиковыми трубами и фитингами.

  • Верхний патрубок котла подсоединяется к трубопроводу подачи теплоносителя;
  • Нижний патрубок соединяется с трубой обратной подачи;
  • Не далее 800мм от выходного патрубка монтируется группа безопасности: предохранительный клапан, манометр и воздушный клапан;
  • Рекомендуется выполнить перемычку прямой и обратной подачи. В аварийной ситуации малый контур предотвратит перегрев котла.
  • На трубу обратной подачи последовательно монтируются расширительный бак, фильтр – отстойник, фильтр грубой очистки, циркуляционный насос и датчик потока, регулирующий циркуляцию теплоносителя. Он обеспечит отключение котла при прекращении циркуляции.
  • Основное внимание уделить электропроводке – соответствия сечения проводов и мест соединения. Обязательно подключить котёл к контуру заземления.

Индукционные котлы для отопления: что это такое? Как сделать своими руками? - фото 3

Обслуживание индукционного котла

Частого обслуживания котел не требует. Единственное требование – проверка надежности электрического подключения, заземления и уровня теплоносителя в системе.

Практический совет

Перед включением котла проверьте, чтобы в системе не было воздуха. Строго соблюдайте последовательность включения оборудования: циркуляционный насос должен включаться первым.

Включение теплового аккумулятора в систему повышает эффективность работы индукционного котла и позволяет экономнее расходовать электроэнергию.

Индукционные котлы для отопления: что это такое? Как сделать своими руками? - фото 4

Вывод

Индукционные котлы идеально подходят для отопления загородного дома при отсутствии альтернативных источников тепла. Автономность и безопасность эксплуатации оправдывают высокую стоимость. Применение в качестве теплоносителя антифриза убережет систему от промерзания при перебоях подачи электроэнергии в отсутствие хозяев.

Индукционный котел своими руками

Сравнительная таблица цен индукционных котлов и котлов с термоэлектрическим нагревателем (ТЭН) говорит не в пользу первых. Но преимущества, описанные выше, побуждают умельцев к изготовлению индукционных котлов своими руками. Это не только способ проверить свои способности, но и значительно сэкономить на устройстве отопления своего дома.

Как сделать индукционный котел отопления своими руками

Бытовые и промышленные отопители, работающие по принципу индуктивного нагрева появились сравнительно недавно, но быстро составили серьезную конкуренцию старым модификациям с традиционными нагревательными элементами. При аналогичной теплопроизводительности они расходуют меньше энергоресурсов и способны быстрее нагреть отопительный контур, кроме того, их допустимо эксплуатировать совместно с низкокачественным теплоносителем. Используя навыки электромонтажа, можно изготовить котел индукционного отопления своими руками, а чертежи, схемы и описание монтажа помогут собрать отопитель из доступных расходных материалов.

Устройство индукционного котла отопления

«Индукционник» состоит из сердечника, тороидальной обмотки, генератора высоких частот и вспомогательных элементов. Первый выполняет роль теплообменника: нагреваясь он отдает тепло воде или другой жидкости, протекающей через отопитель. Силовой провод расположен вокруг сердечника таким образом, что вихревые токи, возникающие в металле, вызывают его нагрев. Изготавливают элемент из медного проводника большого сечения.

Обмотку подключают к генератору высокочастотных импульсов, за счет которого получают ток заданной частоты. Управляет процессом электронный блок, который отслеживает степень нагрева и может, в случае нештатной ситуации, аварийно отключить прибор. Закрыт отопитель теплоизоляционным материалом и внешней декоративной оболочкой. Корпус защищает оператора от получения ожогов и электротравм при возможном повреждении изоляции.

Виды котлов

Производители выпускают 2 типа отопительных «индукционников». Первые получили маркировку SAV. Индуктор этих аппаратов представляет первичную обмотку. Он воспринимает ток частотой 50 Гц. Система короткозамкнутых труб, наполненная теплоносителем, представляет вторичную обмотку, совмещенную с теплообменником. Последний нагревается при воздействии вихревых токов. Ввиду ограниченности частот, отопители этого типа не делают мощнее 50 кВт. Подключают их в одно- и трехфазную сеть.

Второй тип электрокотлов — ВИН. Их теплообменник изготовлен из ферромагнитного сплава, способного отменно перемагничиваться, вызывая сильное нагревание. Кроме того, ток, поступающий в обмотку, является высокочастотным. Этим достигается большая эффективность и экономичность отопителя. Котлы этого типа изготавливают мощностью до 500 кВт.

Важно!

При монтаже «индукционника» учитывают, что он может создавать помехи в работе различных бытовых приборов. Как правило, электрокотел устанавливают за несколько метров от них.

Как работает индукционный котел

Принцип действия отопителя и других электронагревателей основан на способности токопроводящих материалов повышать свою температуру под действием вихревых токов, получаемых в результате электромагнитной индукции. Последнюю создает высокочастотное переменное напряжение, проходящее по первичным виткам аппарата, собранных в катушку.

Функцию вторичного приемника выполняет нагревательный элемент, помещенный внутрь теплообменника. В нем под действием сильного магнитного поля высвобождается тепловая энергия хаотического движения атомов. Действовать установка может и на промышленной частоте, используемой в обычной электросети. Но эффективность нагрева будет невысокой, а сам процесс будет сопровождаться повышенным шумом и вибрацией. Оптимальной частотой считается показатель, превышающий порог в 10 кГц. В таком режиме работы гул пропадает, а вибрация становится неощутимой и повышается КПД.

Как сделать индукционный котел отопления своими руками для отопления дома

«Индукционники» различной производительности в свободном доступе представлены на рынке климатической техники, но стоимость их существенно завышена. Это вынуждает умельцев собирать отопители из доступных компонентов. Чтобы не паять сложные электронные схемы, делают индукционные котлы отопления своими руками из инверторов, сварочного аппарата или кухонных плит, работающих на принципе индукции.

Из индукционной плитки

Обычный кухонный прибор можно использовать для создания электрокотла. У мастера есть 2 способа, как реализовать проект. Тем, кто не хочет вникать в тонкости процесса и создавать сложные конструкции, подойдет использование электроприбора по прямому назначению. Для этого на него устанавливают закрытую нагревательную емкость со входным и выходным патрубками. Последние подключают к отопительному контуру, а нагрев будет происходить аналогично кипячению воды в кастрюле.

индукционный котел отопления своими руками

Второй способ более сложен в реализации. Для этого придется прибор полностью разобрать и извлечь необходимые элементы. Мастеру понадобятся медный сердечник для изготовления катушки и блок управления для питания силовой части. Однако такой прием имеет несколько недостатков:

  1. Подбор величины индукции самодельной конструкции. Мастеру понадобится опытным путем определить количество витков, соответствующее оптимальному. Только в этом случае работа будет максимально эффективной.
  2. Несоответствие системы управления. Контроллер плитки не рассчитан на работу в составе котловой автоматики. Он будет по времени отключать нагрев, даже если теплоноситель не достиг заданной температуры.

Важно!

Мощность большинства индукционных плит не превышает порога в 2,5 кВт, что не позволяет их задействовать при изготовлении котлоагрегата большой производительности.

Из инвертора

Преобразователь постоянного напряжения в переменное может служить источником высокочастотного сигнала для сборки «индукционника». Прибор подбирают или изготавливают соответствующей мощности, способной генерировать достаточное количество тепла. Мастеру также понадобится первичная катушка и блок конденсаторов.

Обмотку изготавливают из медной трубы или проволоки в керамической изоляции. В первом случае по катушке можно пустить воду для охлаждения и дополнительного отбора тепла. Элемент сворачивают вокруг цилиндра подходящего диаметра. В зависимости от мощности прибора понадобится не менее 5-6 витков. Края катушки подключают к блоку конденсаторов и инвертору напряжения.

С питанием от сварочного аппарата

Функцию частотного генератора может выполнять современный сварочный агрегат. Он способен генерировать ток с частотой 20-50 кГц, что отлично подходит для создания «индукционника». Последовательность изготовления:

  1. К отрезку пластиковой трубы диаметром 2 дюйма и длиной 0,6 м приклеивают полоски текстолита, на которые наматывают обмотку из 50-100 витков медной проволоки в эмалевой изоляции. Между отдельными кольцами оставляют не менее 5 мм.
  2. В трубу насыпают куски нержавеющей проволоки.
  3. С двух концов припаивают полипропиленовые переходники размером, соответствующим присоединительным фитингам отопительного контура.
  4. Обмазывают катушку эпоксидкой для обеспечения надежной электроизоляции.
  5. Края обмотки подключают к выводам сварочного инвертора. Их необходимо сделать самостоятельно, подключив проводники в точки, где напряжение еще не выпрямлено.
  6. Все элементы устанавливают в шкаф, который закрепляют на стене. Выполняют все необходимые подключения.

Для автоматизации процесса нагрева можно подключить сварочный аппарат через силовое реле или контактор, управляемые термостатом. Такая связка позволит включать и отключать агрегат при достижении заданных температур.

Важные рекомендации по сборке

При сборке «индукционника» следует учесть, что располагать его желательно вертикально. Такая компоновка обеспечит более равномерный прогрев и циркуляцию теплоносителя. Стоит принимать во внимание, что самодельный агрегат получится больше по габаритам и тяжелее, чем ТЭНовый. Это накладывает определенные ограничение на выбор места установки.

В самодельном котле необходимо предусмотреть элементы защиты от превышения давления и завоздушивания. Первое может привести к разрыву трубопроводов, а второе — к перегреву конструкции и возгоранию. Давление контролируют сбросными клапанами или электроконтактными манометрами, а за наличием теплоносителя внутри агрегата следят специальные датчики.

Если у мастера есть необходимый запас знаний в области электроники, то, после проработки нескольких конструкций, можно получить хороший котлоагрегат. Однако большинство умельцев выбирают более простые пути решения поставленной задачи. Кроме того, может помочь в сборке индукционного котла отопления своими руками в частном доме видео процесса, записанное опытными электронщиками.

Как сделать индукционный котел своими руками

Схема индукционного котла

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.

Данная статья рассказывает о том, как сложить печи для дачи на дровах своими руками.
Об особенностях эксплуатации дровяного котла с водяным контуром можно узнать здесь
Об особенностях и преимуществах конструкции кирпичной печи с водяным контуром можно смотрите: https://gidpopechkam.ru/pechki/kirpichnaya-vodyanym-konturom.html

Устройство

Модель индукционного аппарата

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.

Схема обогрева индукционным котлом

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

Индукционный котёл с питанием от сварочного инвентора

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.

В данной статье можно узнать о простой конструкции коптильни для холодного копчения в домашних условиях
Как изготовить генератор дыма для холодного копчения можно узнать https://gidpopechkam.ru/generatory/dyma-xolodnogo-kopcheniya.html

Из индукционной плитки

Индукционный котел из плиты

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.

Индукционный котел отопления своими руками

Сегодня практически все только дорожает, и традиционные энергоносители – не исключение. Владельцы домов, жители квартир, хозяева предприятий – всем приходится искать более выгодный способ отопить помещения. И чтобы более рациональным образом распределить расходы и добиться максимального значения коэффициента полезного действия, многие ставят индукционный котел отопления своими руками.

Одним из основных преимуществ такого котла является то, что данная система может быть построена самостоятельно. Для этого вам понадобятся лишь минимальные знания и навыки. Нужно только подробно изучить, из чего состоит такой котел и как он работает.

индукционный котел отопления своими руками

Устройство индукционного котла

Перед тем, как собирать индукционный котел отопления своими руками, следует понять, какие же принципы заложены в его функционировании, из чего он состоит и как работает.

Заметим, что такие устройства довольно схожи с ТЭНами, отвечающими за преобразование электрической энергии в тепловую.

Установка индукционного котла не требует от владельцев дома полной перестройки системы отопления.

Самые простые модели котлов функционируют по принципу электрического индуктора, который состоит из двух обмоток:

Первичный контур, в основном, служит для того чтобы преобразовывать электрическую энергию в вихревой ток. Магнитное поле, которое создано ими, направляется на вторичную обмотку.

самодельный индукционный котел отопления

Вторичная обмотка – это нагревательный компонент, а также корпус котла, она вырабатывает тепло, которое передается жидкому носителю тепла, циркулирующему в отопительной системе.

В корпус входят следующие компоненты:

  • Сердечник;
  • Внешний контур;
  • Электроизоляция.
  • Теплоизоляция;

Заметим, что именно такой нюанс, как корпус котла – и является самым важным элементом, по которому различают самодельные и промышленные индукционные котлы отопления. Промышленные котлы имеют цилиндрическую обмотку, а самодельные – тороидальную. Она делается из медной проволоки, окружает корпус из ферримагнитной стали, толщина стенок – более 1 см. Такая конструкция позволяет значительно уменьшить вес устройства и его линейные габариты, однако при этом – увеличить КПД.

Теплоноситель получает примерно 97% теплоэнергии, а это влияет на экономичность использования системы и на производительность.

Если мы сравним самодельный индукционный котел отопления и традиционный котел, который работает на газу или на жидком топливе, то следует выделить несколько нюансов:

  • Двойное нагревание теплоносителя;
  • Сокращение времени нагревания в два раза;
  • Низкий уровень инерции;
  • Магнитная индукция, которая появляется, не дает накипи образовываться на стенках;
  • Не требуется производить специализированную чистку и обслуживание.

Начинаем работать!

Итак, чтобы сделать самодельные индукционные котлы отопления, нужно сначала собрать все необходимое:

  • Рабочие инструменты;
  • Катанку или стальную проволоку диаметра до 7 мм;
  • Медную проволоку;
  • Пластиковую толстостенную трубу;
  • Сетку металлическую;
  • Сварочный инверторный аппарат.

Чтобы сделать корпус для нашего котла, нужно или купить, или найти дома толстостенную трубу из пластика, имеющую внутренний диаметр 5 см. Такая труба будет не только служить в качестве основы индукционной катушки, но и быть участком теплопровода.

Также вам очень поможет и схема отопления, которую лучше положить перед глазами. На основе такой схемы вы сможете определить дополнительные характеристики устройства.

самодельные индукционные котлы отопления

В электромагнитном поле будут нагреваться кусочки стальной проволоки, нарезанные по длине около 5-7 см. Диаметр их не должен быть более 7 миллиметров.

Также вам понадобятся специальные переходники, именно они будут соединять ваш котел с системой труб. С одной стороны вовнутрь будет идти носитель тепла в холодном состоянии, а с другой – выходить теплым при помощи индукции.

Когда вы делаете индукционные котлы отопления своими руками, то первый переходник нужно обязательно приварить, а второй – можно просто посадить на резьбу.

Нарезанными кусочками проволоки заполняется полностью внутреннее пространство в трубе. После этого устройство нужно надежно закрыть из двух сторон.

Чтобы сделать индукционную катушку, которая будет служить в качестве основного элемента нагревания, следует подготовить медную эмалированную проволоку. На пластиковый корпус наматываем примерно 90-100 витков, но между участками нужно соблюдать одинаковое расстояние. Когда мы собрали такой вот самодельный индуктор, нужно подключить его к системе. Устанавливается такой котел в любом месте трубопровода.

индукционные котлы отопления своими руками

Подключается катушка к высокочастотному инвертору. Помните, что ни в коем случае нельзя включать такое устройство, если в нем недостаточно носителя тепла внутри! Ведь пластиковый корпус может просто-напросто расплавиться из-за высокой температуры.

Так, индукционный котел, сделанный собственноручно, практически готов. Нужно только обезопасить его эксплуатацию. Для этого мы должны все открытые участки медной проволоки изолировать специальными материалами, которые имеют хорошую тепло- и электропроводность.

Или все-таки лучше купить?

На современном рынке отопительного оборудования вы можете найти множество моделей индукционных котлов. Если вы не хотите самостоятельно возиться с его созданием, просто приобретите индукционный котел для отопления своего жилья или промышленного помещения.

Несмотря на то, что данный вид котлов пока еще не входит в перечень традиционных, — на рынке представлено множество видов, которые различаются по цене. Бытовые модели могут стоить от 25 000 руб., промышленные – от 100 000 руб.

Если такая стоимость вас пугает, то просто сделайте индукционный котел самостоятельно. Ведь большинство компонентов и материалов, необходимых для этого, всегда в наличии у хозяина и домашнего мастера.

индукционный котел отопления своими руками

Если исследовать отечественный рынок индукционных котлов, то они представлены такими производителями, как SAV, ВИН. Что касается мощности, то однофазные котлы имеют диапазон от 2.5 кВт до 7 кВт, а более мощные трехфазные – до 60 кВт.

Следует помнить, что когда вы выбираете необходимые параметры индукционного котла, мощность устройства на протяжении всего срока работы не будет снижаться. Стандартным соотношением является 60 Вт на 1 кв.м площади, которая отапливается. Но чтобы более точно подсчитать мощность, требуется учитывать и параметры помещения, то есть, того места, где этот котел расположен. Если теплоизоляция оставляет желать лучшего, утепление – тоже, то расчетное соотношение должно быть больше. Именно поэтому лучше всего такой расчет доверить специалистам.

Индукционные котлы могут поддерживать стабильный температурный режим в зданиях, которые используются не постоянно.

Так, вам не потребуется слишком мощная модель, нужно будет поставить котел на 6 кВт для помещения на 100 кв.м и для температуры примерно 15 градусов. Максимально допустимым давлением в системе будет давление не более 0.3 МПа.

Стоит заметить, что к основной комплектации также может дополнительно поставляться блок электронного программатора рабочих режимов. Такое устройство программирует работу индукционного котла на срок на неделю, или же применяется для того чтобы удаленно управлять всей отопительной системой.

самодельный индукционный котел отопления

При выборе котла нужно также обратить внимание на такую вещь, как параметры толщины сердечника из стали. Чем больше толщина стенок, тем дольше он не будет подвержен коррозии.

Итоги

Итак, коэффициент полезного действия индукционных котлов составляет примерно 99%, работают они бесшумно, на любом жидком носителе тепла, им не требуется сервисное обслуживание, а также это безопасно и практично. Хоть такой котел стоит довольно дорого, такие затраты – окупаемы. А если создать его самостоятельно – это будет еще более выгодно.

Конечно, выбор за вами, а лучше – обратиться к специалистам, которые подскажут, подходит ли вам такое отопление. Но, в целом, индукционные котлы – это отличная альтернатива традиционным системам отопления.

Индукционные котлы отопления: устройство, принцип работы и способы изготовления своими руками

Индукционный отопительный котел

Прочно утвердившись в промышленности, в частности в металлургическом производстве и ювелирном деле, технология индукционного нагрева стала проникать и в бытовую сферу.

Сначала появились индукционные плиты и варочные поверхности, удивившие мир своей экономичностью, теперь же нам предлагают работающие на этом же принципе отопительные приборы.

Как работают индукционные котлы для отопления дома, и каким образом подобное устройство можно изготовить самостоятельно?

Устройство и принцип работы котла

При пропускании электрического тока через токопроводящий материал в последнем происходит выделение тепла, мощность которого прямо пропорциональна силе тока и его напряжению (закон Джоуля — Ленца). Вызвать протекание тока в проводнике можно двумя способами. Первый состоит в его непосредственном подключении к источнику электричества. Этот способ будем называть контактным.

Второй – бесконтактный – был открыт Майклом Фарадеем в начале19-го века. Ученый выяснил, что при изменении параметров магнитного поля, пересекающего проводник, в последнем появляется электродвижущая сила (ЭДС). Это явление получило название электромагнитной индукции. Где есть ЭДС – там будет и электроток, а значит и нагрев, причем в данном случае — бесконтактный. Такие токи называют наведенными или вихревыми или токами Фуко.

Принцип работы индукционного котла

Индукционный котел отопления — принцип работы

Вызвать электромагнитную индукцию можно по-разному. Проводник можно перемещать или вращать в постоянном магнитном поле, как это делается в современных электрогенераторах. А можно менять параметры самого магнитного поля (интенсивность и направление силовых линий), оставляя при этом проводник неподвижным.

Подобные манипуляции с магнитным полем стали возможными благодаря еще одному открытию. Как выяснил Ханс-Кристиан Эрстед в 1820-м году, намотанный в виде катушки провод при подключении к источнику тока превращается в электромагнит. Меняя параметры тока (силу и направление), мы добьемся изменения параметров генерируемого данным устройством магнитного поля. При этом в проводнике, находящемся в этом поле, будет возникать электрический ток, сопровождающийся нагревом.

Ознакомившись с этим несложным теоретическим материалом, читатель наверняка уже представил себе в общих чертах устройство индукционного котла отопления. Действительно, он имеет довольно простую конструкцию: внутри экранированного и теплоизолированного корпуса имеется труба из особого сплава (можно использовать и сталь, но характеристики при этом будут чуть хуже), установленная в гильзе из диэлектрического материала; на гильзу в виде катушки намотана медная шина, подключаемая к электросети.

Установка котла на электромагнитной индукции

Котел индукционный после монтажа

Посредством двух патрубков труба врезается в систему отопления, в результате чего по ней будет протекать теплоноситель. Переменный ток, протекающий через катушку, создаст переменное магнитное поле, которое в свою очередь наведет вихревые токи в трубе. Вихревые токи обусловят нагрев стенок трубы и частично теплоносителя по всему объему, заключенному внутри катушки. Для более быстрого нагрева вместо одной трубы может быть установлено несколько параллельных трубок меньшего диаметра.

Читатели, осведомленные о стоимости индукционных котлов, конечно, заподозрили, что в их конструкции имеется еще что-нибудь. Ведь не может теплогенератор, состоящий только из трубы и куска провода, стоить в 2,5 – 4 раза дороже ТЭНового аналога. Чтобы нагрев был достаточно интенсивным, через катушку нужно пропускать не обычный ток из городской сети с частотой 50 Гц, а высокочастотный, поэтому индукционный котел оснащается выпрямителем и инвертором.

Выпрямитель превращает переменный ток в постоянный, затем он подается на инвертор – электронный модуль, состоящий из пары ключевых транзисторов и управляющей схемы. На выходе инвертора ток снова становится переменным, только с уже гораздо большей частотой. Такой преобразователь имеется не во всех моделях индукционных котлов, некоторые из них все-таки работают на частоте в 50 Гц. Однако, применение высокочастотного переменного тока позволяет значительно уменьшить размеры устройства.

Закон электромагнитной индукции

Принцип электромагнитной индукции

В различных описаниях авторы указывают на сходство индукционного котла с трансформатором. Это вполне справедливо: катушка из провода играет роль первичной обмотки, а труба с теплоносителем – замкнутой накоротко вторичной обмотки и одновременно магнитопровода.

Почему же тогда трансформатор не греется? Дело в том, что магнитопровод трансформатора выполнен не из цельного элемента, а из множества изолированных друг от друга пластин. Но даже эта мера не способна полностью предотвратить нагрев. Так, например, в магнитопроводе трансформатора напряжением 110 кВ в режиме холостого хода выделяется ни много ни мало 11 кВт тепла.

Печь индукционная самодельная

Индукционная печь считается безопасным методом обогрева помещения. Ее можно либо купить, либо изготовить самостоятельно. Индукционная печь своими руками: принцип действия, конструкции и параметры, читайте далее.

О разновидностях кварцевых обогревателей читайте тут.

КПД индукционного водонагревателя равняется 97-98%, а это значит, что при его использовании можно экономить до 50% электроэнергии. Здесь https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/vodonagrevateli/indukcionnyj-vodonagrevatel.html вы можете узнать больше о плюсах и минусах данного прибора.

Электрический индукционный котел отопления своими руками

Сделав индукционный котел самостоятельно, вы сэкономите внушительную сумму, так что попробовать стоит. Вот что нам понадобится:

  • Толстостенная полипропиленовая труба с внутренним диаметром 50 мм.
  • Две муфты того же диаметра и два переходника с 50 мм на диаметр существующей отопительной системы.
  • Паяльник для сварки полипропилена.
  • Стальная или капроновая мелкоячеистая сетка.
  • Нержавеющая проволока диаметром 7 мм.
  • Инвертор от самого дешевого сварочного аппарата с током сварки 15 А или выше и возможностью его плавного регулирования.
  • Медный эмалированный провод сечением от 2 кв. мм (по 1 кв. мм на каждые 8 А тока).

Далее действуем следующим образом:

  1. Из сетки аккуратно вырезаем два круга с диаметром, соответствующим наружному диаметру пластиковой трубы.
  2. Трубу и муфту необходимо разогреть на паяльнике. Затем нужно быстро уложить на торец трубы круг из сетки, а следом надеть муфту.
  3. Развернув полипропиленовую трубу вертикально сеткой вниз, ее необходимо заполнить кусками нержавеющей проволоки длиной 40 – 50 мм.
  4. Когда труба будет заполнена, на свободный ее конец необходимо установить вторую муфту с сеткой. Обе сетки нужны для удержания проволоки внутри «котла».
  5. В муфты также с помощью паяльника устанавливаем переходники на нужный нам диаметр.
  6. Остается намотать на трубу 90 витков эмалированного медного провода и подключить получившуюся катушку к инвертору.

После включения устройства в сеть проволока внутри начнет нагреваться, а вместе с ней и теплоноситель.

Примеры конструкций самодельных вариантов

Сделать самодельный индукционный котел отопления можно и несколько по-иному. В видоизмененной конструкции нагревателем будет выступать стальная труба, по которой течет теплоноситель (как и в моделях заводского изготовления). На полу следует прочно закрепить (приклеить или замонолитить в стяжку) вертикально установленную гильзу из пластиковой трубы достаточно большого диаметра.

Индукционный отопительный самодельный котел

Самодельный индукционный нагреватель

Ввод трубы от контура отопления в гильзу осуществляем через боковое отверстие в нижней части, далее – вертикальный участок, который по выходе из гильзы подсоединяем ко входу в отопительный контур. Провод-индуктор наматываем на гильзу. Этот вариант самодельного котла имеет меньшее гидравлическое сопротивление, чем вышеописанный.

Изготавливают котлы с тороидальной обмоткой, которые являются наиболее эффективными. Для создания такой модели надо из трубы выполнить кольцо (можно соединить сваркой два полукруглых отрезка), которое будет играть роль сердечника-нагревателя. Провод наматывается на пластиковый корпус. Последний желательно оклеить теплоизоляцией.

Особенности установки и эксплуатации

Установка индукционного котла

Помните, что обмотка котла будет вызывать нагрев любого металлического элемента, оказавшегося в излучаемом ею магнитном поле.

Поэтому устройство следует размещать не ближе 80 см от пола или потолка и хотя бы в 30-ти см от стен и других приборов.

Для обеспечения надлежащего теплоотвода рабочая среда должна перекачиваться циркуляционным насосом, естественной циркуляции может оказаться недостаточно.

В особенности это касается варианта с нагревателем в виде проволочных обрезков.

Перед его включением необходимо убедиться в наличии теплоносителя – если устройство запустить «в сухую», полипропиленовая труба быстро расплавится.

Отзывы

Данное оборудование особой популярности пока не приобрело. Многие считают такую покупку неоправданной, ведь ТЭНовый котел стоит гораздо дешевле.

Индукционный котел мощностью 7,5 кВт можно купить за 9,2 тыс. руб., в то время как индукционный на 5 кВт обойдется в 40 тыс. руб.

Как видно из примера, цена на индукционный котел отопления и правда, высокая.

Да, ТЭНы иногда перегорают, но стоит такой элемент всего 1 тыс. руб., а что касается хлопот с заменой – за разницу в 31 тыс. можно и повозиться.

Некоторые преимущества индукционных котлов в сравнении с ТЭНовыми пользователи считают мнимыми. Так, например, ТЭНовые котлы вовсе не теряют 40% мощности через 4 года эксплуатации, как уверяют продавцы индукционных котлов. Не очень-то страдают они и от накипи, ведь в системе отопления используется, как правило, обессоленная вода.

Что же имеем в сухом остатке? Кое-какие достоинства у индукционных котлов все же есть. Прежде всего, знатоки отмечают их «неубиваемость»: агрегатам не страшны попадание молнии и даже такая неприятность, как отгорание нулевого провода на подстанции. К преимуществам можно причислить и значительную площадь контакта теплоносителя с нагревателем, которая в тысячи раз превосходит аналогичный параметр для ТЭНовых котлов.

Соответственно, увеличивается скорость нагрева рабочей среды. Привлекает и то, что ничего не нужно устанавливать внутрь теплообменника. А раз не нарушается его целостность – значит и протечки исключены.

Следует учитывать, что воду в системе отопления можно использовать не всегда. Вот что пишет один из пользователей: «Зимой часто приходится надолго уезжать из дома. Воду оставлять в системе отопления нельзя – разорвет, а использовать антифриз не было возможности, так как для ТЭНового котла, который у меня на тот момент стоял, подходит только специальная его разновидность. Систему каждый раз приходилось дренировать, а по возвращении – снова заполнять. Поменял котел на индукционный – теперь могу заливать в систему хоть масло, хоть антифриз любой марки и состава – котлу все равно».

Система отопления с индукционным котлом

Отопление электричеством обходится недешево, но иногда иного варианта просто нет. Индукционный котел обойдется дорого, но сделать его самостоятельно можно практически без вложений. Индукционный котел отопления своими руками: инструкция по изготовлению.

Какая дровяная печь лучше — металлическая или кирпичная? Ответ на этот вопрос вы найдете в следующей теме.

Видео на тему

Индукционный котел: технические характеристики устройства, плюсы и минусы современных котлов индукционного типа действия

Отопительное отопление – это первый вопрос, над которым задумывается любой человек, желая так обустроить свой дом, чтобы в нем было и уютно, и тепло. В основном ответ зависит от выбора способа, которым жилище будет обогреваться.

Что касается основных критериев при выборе агрегатов для отопления, то в первую очередь это касается эффективности в процессе применения и по возможности минимальной оплаты за энергетические носители.

Содержимое обзора

Особенности индукционных котлов

  • Применение для отопления котлов, работающих от газа;
  • Электрических аналогов.

Однако, есть один неоспоримый факт, что, как газовое топливо, так и электричество постоянно повышаются в цене. Так что затраты при обогреве жилья не во многом становятся дешевле.

  • Одним из основных достоинств, по отзывам об индукционных котлах считается то, что для его нормальной работы не требуется обслуживания, как в случаях с другими типами.
  • Вибрация встроенного элемента предотвращает закрепление образующихся фракций, тем самым давая им возможность свободно вымываться из трубы.
  • Поэтому именно такое оборудование дает возможность жителям сельской местности чувствовать себя спокойно в этом отношении.
  • Кроме того котел обладает устойчивостью к перепадам в напряжении, что немаловажно для частников.

Единственное, что смущает покупателей — цена на индукционные котлы выше, к примеру, чем у газового почти в два раза.

Классификация котлов индукционного типа

  • От двух с половиной до десяти киловатт мощностью, с токовой частотой в пятьдесят герц и напряжением питания от двести двадцать до триста восемьдесят вольт;
  • От пятнадцати до шестидесяти киловатт мощностью при напряжении триста восемьдесят вольт и токовой частотой – пятьдесят герц.

Электрическая сеть с тремя фазами требуется для нормального питания оборудования, начиная с показателя мощности — пять или семь киловатт. Ее напряжение должно составлять триста восемьдесят плюс минус три процента вольт.

Если говорить о габаритах котлов индукционного типа, то, к примеру, оборудование SAV при мощности в десять киловатт, обладает следующими размерами. Высота составляет тысячу миллиметров, и диаметр – сто двадцать один миллиметр. Без учета веса системы управления его масса равна семидесяти килограммам.

Исходя из габаритов уже понятно, что по внешнему виду конструкция оборудования напоминает один большой цилиндр с металлическим корпусом или может быть представлена несколькими более маленькими цилиндрами.

Как работает индукционный котел

  • Индукторный элемент с двумя обмотками;
  • Инвертор, преобразующий поступающую энергию в ток высокой частоты;
  • Элемент для нагрева – металлическая труба;
  • Два патрубка. Один, проводящий теплоноситель, второй, подающий воду в систему.

  • Поступление воды обеспечивается патрубком;
  • При включении инвертора, обеспечивается подача тока высокой частоты;
  • Сердечник нагревается благодаря вихревым потокам вместе со всем нагревательным элементом;
  • Тепло поступает в теплоноситель, а оттуда в систему отопления благодаря выходящему патрубку;

Теплоносителем может быть, как вода, так и масло, антифриз и прочее.

Таким образом, несложная схема работы вполне подходит для того, чтобы самостоятельно сконструировать и подключить такое оборудование.

Из чего собрать котел

  • Труба из пластика в качестве корпусной части;
  • Проволока-нержавейка, как элемент для нагревания;
  • Кусок проволоки из меди для индуктора;
  • Переходники плюс шаровые краны при подключении котла к общей системе;
  • Плоскогубцы с кусачками.

Подготовив все необходимое можно браться за сборку.

Порядок сборки

  • Сначала предстоит нарезать нержавейку отрезками в три или семь сантиметров;
  • Заполнить пустоту пластикой трубы этими кусочками настолько плотно, чтобы не было пустоты;
  • Сеткой укрепляются трубочные концы, которые не дадут выпасть отрезкам;
  • В верхней части трубы равно, как и в нижней, надо врезать оба парубка. Через один теплоноситель будет поступать в агрегат, а через другой он будет передаваться в систему отопления;
  • На трубу надо намотать проволоку из меди таким образом, чтобы полученное число витков равнялось девяноста;
  • К инвертору присоединяются оба ее конца;
  • Подключить к системе отопления котел при помощи шаровых кранов с переходниками;
  • Осуществить установку циркуляционного насоса, если изначально он не был предусмотрен в отопительной схеме.

Подача тока высокой частоты должна быть произведена не раньше, чем произойдет включение циркуляционного насоса, а оборудование наполнится в полной мере теплоносителем.

Плюсы и минусы

  • Обеспечивает быстрое нагревание в течение трех-пяти минут теплоносителя;
  • Самая маленькая температура, которая потребуется для разогрева, не более тридцати пяти градусов;
  • Накипь практически не образуется из-за неощутимой работы вибрации, создаваемой тепловой энергией;
  • Обеспечивается практически стопроцентный коэффициент полезного действия, то есть в тепло перерабатывается почти полностью вся поступающая электрическая энергия;
  • Действие агрегата никак не связано с выделением вредных токсинов, так что выводить наружу дымоход абсолютно без надобности, как и проводить техническое обслуживание;

До тридцати лет может спокойно функционировать подобное агрегатное устройство, потому что механическое движение деталей попросту отсутствует, а значит, нет и повреждений в комплектующих элементах, и их износа.

Реальная экономия или наглый обман? Особенности индукционных котлов отопления

Фото 1

Вариант индукционного отопления чаще всего рассматривают в том случае, когда газовая магистраль недоступна и приходится обогревать жилище с помощью дорогостоящего электричества.

Индукционный котёл обычно представляется продавцами более экономной и инновационной альтернативой привычным тэновым обогревателям.

Что собой представляет индукционное отопление

Фото 2

В основе работы лежит явление электромагнитной индукции. Внутри котла создаётся электромагнитное поле, которое нагревает сердечник из ферромагнетика. Он-то и отдаёт тепло воде в системе вместо привычного ТЭНа.

Когда продавцы и производители ВИНов (вихревых индукционных нагревателей) говорят о его экономичности, имеют в виду скорость нагревания элемента и передача тепла в систему.

Если ТЭН нагреет воду в системе отопления в лучшем случае через 20, а то и 30—40 минут, то индукционный элемент на 10—15 минут быстрее.

Важно! В индукционном отоплении выбор теплоносителя довольно широк: это может быть не только вода, но и масло, этиленгликоль и любой антифриз.

Принцип работы и устройство индукционного электрокотла

Подобны трансформатору. Генератор индукционного тока состоит из первичной и вторичной короткозамкнутых обмоток. Первичная обмотка превращает электрическую энергию в вихревой ток, а вторичная обмотка служит корпусом индуктора.

Ещё проще объяснит работу устройства индукционного нагревателя следующий пример:

  1. На трубу из диэлектрического материала (непроводящего электроток) наматывается катушка.
  2. Внутрь помещается сердечник из мартенситной или ферритной стали (ферромагнетик).
  3. Катушка под воздействием электричества создаёт магнитное поле.
  4. Магнитное поле нагревает сердечник (до 750 °С).
  5. Сердечник нагревает воду, проходящую через трубу.

Справка. Несмотря на то, что индукционный котёл может нагреть быстро большое количество теплоносителя, а явление индукции само создаёт конвекционное движение носителя в системе, чтобы без проблем отопить двухэтажный дом, нужно поставить в систему насос.

Чаще всего индукционный котёл представляет собой довольно компактный, не слишком высокий (40 см), но увесистый (до 23—30 кг) широкий баллон-трубу. Поэтому, чтобы он не обрушился, его ставят на прочные дополнительные крепления. Иногда для усиления эффекта используют спаянную секцию из нескольких таких баллонообразных труб-котлов.

Фото 3

Фото 1. Индукционный котёл, подключенный к отопительному контуру. Представляет из себя баллон небольшого размера.

Реже встречаются конструкции в форме шкафчика.

Но в любом случае индукционный котёл состоит из:

  1. Корпуса, состоящего из диэлектрического металла.
  2. Электроизоляционного слоя.
  3. Сердечника из ферромагнита (толщина до 7 мм).
  4. Температурного датчика в корпусе котла.
  5. Входного и выходного патрубков соединения с системой труб и радиаторов.
  6. Автовыключателей (в пульте управления).
  7. Терморегулятора (электроника в пульте управления).

А вот так может выглядеть система отопления, где:

  • Насос для циркуляции теплоносителя.
  • Отопительные батареи.
  • Индукционный котёл.
  • Мембранный расширительный бак (для регулировки давления).
  • Шкаф пульта управления.
  • Запорный шаровой кран.

Внимание! Индукционный котёл годится только для закрытого контура отопления.

Немного о плите на индукции

Эта чудо-плита не похожа на обычные плиты тем, что:

Фото 4

  1. Автоматически распознаёт подходящую посуду (только из ферромагнитных металлов и с плоским дном), а под неподходящей даже не включается.
  2. Нагревает быстрее, чем газовая или электрическая, следовательно, блюда готовятся оперативнее.
  3. Греет строго определённую зону, равную диаметру посуды. Остальная часть плиты остаётся холодной.

Схема такой плиты в разных брендах может существенно отличаться, но её принципиальное устройство одинаково для всех моделей:

  • Поверхность из стеклокерамики.
  • Под ней изоляционный слой.
  • Под изоляцией — индукционная катушка.
  • Под катушкой — Блок управления и Преобразователь частоты.

Первичный контур в таком трансформаторе — катушка внутри плиты, а вторичным контуром выступает сама посуда.

В интернете можно встретить даже забавные схемы самодельных отопительных систем с помощью индукционных плит. Но они не выдерживают никакой критики.

Индукционные плиты работают на сверхвысоких частотах от 20 кГц до 60 кГц. Проводя замеры излучений, выявили, что частично они поглощаются самой плитой, а оставшиеся действуют строго в радиусе 30 см от центра плиты. Всё же, несмотря на доказанную безопасность, людям с кардиостимуляторами очень не советуют пользоваться такими плитами, во избежание остановки сердца. А как с вредоносными излучениями у индукционного котла? Ведь он также работает на частотах от 25 кГц и выше.

Запас горячей воды, который всегда под рукой: как работает электрический водонагреватель для отопления?

Много преимуществ и мало недостатков: характеристика мини-электрокотла

Неужели вспыхнет и взлетит? Ракетная печь: что это такое, её особенности, чертежи устройства

Плюсы и минусы индукционного электрического котла

Минусы индукционного котла:

  1. При справедливости утверждений о том, что такой котёл — экологичный и не выбрасывает в окружающую среду выхлопов, электромагнитное поле он по жилищу распространяет. На него реагируют и люди, и животные, и техника.
  2. Безопасен только условно. Если случится утечка теплоносителя, электромагнитное поле не выключится автоматом, сердечник будет продолжать нагреваться вплоть до оплавления корпуса, а произойдёт это буквально за пару секунд. Поэтому очень важна для такого котла сложная и надёжная автоматика контроля, выключающая электропитание при утечках. Стоит она дорого. А на отечественных образцах индукционных нагревателей ради экономии чаще всего стоят дешёвые китайские образцы.
  3. Стоит почти в 2 раза дороже ТЭНового. При этом его заявленная экономичность явно завышена и окупать себя будет долго.
  4. В рациональности и экономии серьёзно уступает газовым и твердотопливным системам отопления.

Преимущества:

  1. В некоторых моделях есть вариант удалённого управления с помощью электронного программатора по GSM-каналу. Это действительно бывает удобно — выставить температуру на 8—10 °С на время отсутствия людей в доме, уехав на недельку, не беспокоясь о промерзании жилища.
  2. Нет промежуточных техосмотров, замены ТЭНа и прочих ремонтно-профилактических работ.

Кто придумал отопительный агрегат на индукции

Маркетинговый аргумент про инновацию индукционного котла не выдерживает никакой критики. Принцип индукции был открыт ещё в первой трети XIX века Майклом Фарадеем — исследователем, известным нам по школьному курсу физики.

Фото 6

А в самом начале XX века в Швеции была выпущена в мир первая плавильная индукционная печь для металлургической промышленности.

Конечно же, инженеры и учёные ещё тогда рассматривали индукцию для отопительных котлов в быту. Но, изучив за и против, сочли этот вариант нерациональным.

Индукционным нагревателем для дома и быта начали пользоваться на просторах СНГ в середине 90-х годов. До этого индукционные котлы высокой мощности применялись в СССР только в тяжёлой промышленности для плавки металлов.

Правда ли, что индукционные нагреватели энергосберегающие?

Экономичность данной разновидности котла достигается только первоначальной форой в 5—15 минут скорости нагрева. И то, по сравнению с ТЭНами. Потому что самая экономичная среди электрических систем отопления — «тёплый пол». Все рассуждения о 99 или даже 100% КПД — лукавство и расчёт на массовую безграмотность. Такое же КПД имеют все электронагреватели.

А утверждение, что часть тепла из системы рассеивается, не доходя до теплоносителя одинаково справедливо и для ТЭНовых, и для индукционных котлов. Учитывая высокую стоимость котла и обязательное дополнительное оборудование к индукционной системе за отдельную сумму, экономия в 30—50% на электроэнергии — не больше чем легенда и торговая уловка.

Долговечность. Как и всё на свете, сердечник тоже подвержен разрушению, но делать он это будет, в отличие от ТЭНа, намного дольше – лет 30. Остальные составляющие также имеют хороший запас прочности. Производители дают 10-летнюю гарантию на службу индукционного котла, и они не врут. Если его оснастить качественными европейскими электронными контроллерами, свободно прослужит и до 30—40 лет.

Фото 7

Фото 2. Индукционный котёл, подключенный к закрытой системе отопления. Дополнительно оснащается контроллером, расширительным бачком и насосом.

Учитывая вышесказанное, владелец индукционного котла обнаружит экономию по сравнению с ТЭновым только в длительной перспективе — после пяти лет пользования системой. Но, по сравнению с первоначальными затратами на установку, она может оказаться несущественной.

Схема монтажа прибора для нагрева воды в отопительной системе

Первое, на что стоит обратить внимание — правильный расчёт мощности. Лучше, конечно, пригласить специалиста, но если делаете это сами, пользуйтесь формулой: 60 Вт мощности котла на каждый кв. м. жилища.

Вот ряд стандартных правил, обязательных при установке индукционного отопления:

  1. Расстояние от котла до стены превышает 30 см.
  2. Расстояние от котла до потолка и пола не меньше 80 см.
  3. За патрубком вывода сразу обязательно должны быть вмонтированы манометр, автомат для отвода воздуха и подрывной клапан. Это безоговорочное условие безопасности.
  4. Вслед за группой безопасности желательно соединить горячую подачу с обраткой, т. е. замкнуть малый контур. Это предохранительная мера от перегрева.
  5. После групп безопасности вмонтировать запорные клапаны.
  6. Котёл крепится к стене обязательно вертикально с использованием специальных крепежей или хомутов.

Фото 8

Фото 3. Схема подключения индукционного котла к системе отопления. Стрелками показаны части конструкции.

Вспомогательные приборы крепятся на трубу обратной подачи в следующей последовательности:

  1. Бак расширения.
  2. Фильтр-отстойник.
  3. Фильтр для грубой очистки.
  4. Насос.
  5. Датчик циркуляции.

Важно! Для индукционного нагревателя обязательно выполнить заземление! Оптимально использовать для этого отдельный провод (лучше шину) и присоединить к заземлению всего дома.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается, действительно ли индукционные котлы энергосберегающие?

Вывод

Очевидные преимущества индукционного отопления перед другими видами отопительных систем отсутствуют, учитывая его высокую цену.

Фото 9

Но если рисовать портрет его идеального потребителя, то это будет обладатель дачной усадьбы, расположенной в негазифицированной местности, которому нужна дистанционно регулируемая система отопления для нечастого и умеренного использования.

И есть возможность установить индукционный котёл в подвале, дабы он не слишком «фонил» вредными полями в сторону жильцов, но, напротив, отпугивал мышей, кротов и крыс. Долговечность и отсутствие в периодическом техобслуживании действительно будет плюсом для такого потребителя и оправдает все затраты в длительной перспективе.

Читайте также:  Стенка для гостиной со шкафом для одежды: 50 фото моделей, советы
Ссылка на основную публикацию