Электрическое индукционное отопление частного дома. Как сделать индукционный котел отопления своими руками: изготовление самодельного теплогенератора

Из индукционной плитки

Индукционный котел можно сделать также на основе индукционной плитки. Для этого разбирают нагревательный элемент плитки и используют медный провод для намотки на сердечник, изготовленный указанным выше способом.

Блок управления плиткой используют для питания полученной обмотки, выставляя необходимую мощность на сенсорной панели управления.

Однако, этот способ имеет существенные недостатки:

• Для успешной работы такого самодельного котла нужно рассчитать параметры индуктивности вновь собранной катушки. Они могут не совпасть с теми, на который рассчитана электроника плитки, в результате чего блок управления может выйти из строя. Для расчетов нужно обладать неплохими знаниями в области электротехники и уметь разбираться в схеме подключения;
• Большинство моделей плит оснащено автоматическим отключением через 2-3 часа после начала работы конфорки. Это приведет к регулярному отключению котла;
• Плитки индукционного типа обычно имеют мощность не более 2,5 кВт, поэтому пригодны только для переделки на котел малой мощности.

Ошибки в устройстве индукционного котла из плитки показаны в видеоролике:

Более простой вариант использования индукционной плитки , исключающий разборку устройства и монтаж новой схемы - установить на неё герметичный бак из нержавейки подходящего размера с входным и выходным штуцером и подключив его в качестве котла в систему отопления. С такой схемой подключения справиться практически каждый.

При наличии необходимых знаний и умения разбираться в схемах можно последовать примеру автора видеоролика и собрать функциональный индукционный котел из плитки, доработав его схему.

Нагреватель сухого типа

Принцип работы индукционного котла предполагает использование воды или другой жидкости не только в качестве теплоносителя, но и для охлаждения сердечника. Но нагрев вторичной обмотки, роль которой в этом устройстве играет труба с водой, произойдет и в том случае, если она будет состоять только из металла.
Степень нагрева в этом случае зависит от соотношения силы электромагнитного поля, создаваемого обмоткой, и массы металла сердечника. Произведя расчеты, можно создать сухой индукционный нагреватель своими руками из металлических труб и медной обмотки, как это показано в видео.

Использование индукционного котла обходится дешевле, чем обычного электрокотла с ТЭНами, и самодельная конструкция позволит значительно уменьшить затраты на его установку. Аналогично можно собрать водонагреватель проточного типа для установки на даче, подобрав устройство необходимой мощности.

Индукционный котел представляет собой устройство для отопления помещений путем индукционного нагревания с аккумуляцией тепла. Котел состоит из двух контуров:

• — первичный контур представлен в виде магнитной системы;
• -вторичный контур является теплообменным устройством или тепловыделяющим элементом.

Индукционный котел применяется для:

• — обогрев жилых помещений;
• — обогрев административных и промышленных корпусов и сооружений;
• — обогрев конструкций с особыми предписаниями по безопасности и экологии;
• -резервация источников теплоснабжения;
• — применение в системе горячего водоснабжения;
• — коррекция процесса теплообеспечения при эксплуатации нестабильного возобновляемого источника энергии и низкосортного местного топлива;
• — подключение к системам с комбинированным (бивалентным) отоплением;
• -подключение к системе отопления с дистанционным управлением;
• — использование в системах технологического нагрева с применением промежуточного жидкого теплоносителя (до 115°С) как в проточных системах, так и с камерным реактором.

Принцип работы индукционного котла

Изначально индукционный котел отопления производили трансформаторного типа. В нем на традиционный Ш-образный сердечник из металла с первичной обмоткой помещена короткозамкнутая вторичная обмотка, изготовленная из труб, по которым и циркулирует теплоноситель.

Недостатком такого котла является большой размер и вес, а также проблема с плавным регулированием мощности.

Уменьшить вес и размер аппарата помогло использование преобразователя, работающего на высокочастотных токах. Термоидальная обмотка, которая находится на корпусе котла, позволяет значительно увеличить КПД и сделать минимальным магнитное поле возле индукционного котла.

Индукционный котел отоплениязащищен металлическим ударопрочным корпусом, внутри которого располагаются:

Таким образом, такой котел имеет двойные стенки и объединяет в себе сердечник и нагревательный элемент. Между стенками котла вварены патрубки, через которые подается теплоноситель. Он охлаждает конструкцию, нагревающуюся из-за воздействия переменного тока. Благодаря высокочастотному переменному магнитному полю индукционный ток выталкивается на внутреннюю поверхность стенок котла. На стенках ток соприкасается с теплоносителем.

Накипь практически не образуется благодаря соединению электромагнитного поля с высокочастотными вибрациями стенок. При необходимости индукционный котел можно изолировать защитным кожухом с теплоизоляцией.

Характеристики индукционного котла для отопления дома

Уровень КПД достигается 99% и поддерживается стабильно высоким во время эксплуатации. Имеет рабочую частоту тока в 50 Гц с минимальными помехами в сети. Вся используемая энергия из сети применяется для получения тепла.

Поэтому при переходе на данный способ отопления затраты на эксплуатацию снижаются на 30%.

Котлы выпускаются мощностью 2,5-500 кВт. Котел имеет максимальную защиту от накипи. В конструкции котла полностью отсутствуют разъемные соединения, благодаря чему вероятность течи заметно снижается.

Схема подключения индукционного котла

В конструкции котла отсутствуют элементы, которые могут подвергаться механическому износу, так как в нем не используются движущиеся детали и устройства. Индукционный нагрев совместим с использованием различных жидких теплоносителей: воды, масла и антифриза. Для использования этих жидкостей не требуется технологическая подготовка. Для установки котла не требуется отдельное помещение. Совместим с различными системами отопления.

Полностью автономен. Не нуждается в профилактических работах в неэксплуатируемый период. Для выполнения монтажных работ и обслуживания нет необходимости привлекать высококвалифицированных сотрудников. Термин эксплуатации индукционного нагревателя для отопления сооружений составляет не менее 30 лет.

Данный тип нагревателя обладает высокой степенью электро‐ и пожаробезопасности, так как нагревательный элемент и индуктор не имеют между собой электрическую связь. Если нагреватель работает в системе отопления и горячего водоснабжения, его граничная температура может превышать температуру теплоносителя до 10‐30°С.

В зоне воздействия высокой температуры полностью отсутствуют электрические контакты. Исключение составляют 2 — 6 выводов термостойкого кабеля, которые достаточно удалены от области нагрева и не требуют каких-либо мер для обеспечения качественного электрического контакта. Эксплуатация индукционной технологии обогрева с промышленной частотой тока дает возможность максимально эффективно применять индукционный котел в различных отраслях промышленности.

Индукционный котел бесшумен в работе и экономичен в использовании, о нем положительные отзывы

Экономичность котла обеспечивается:

• — более малой инерцией нагрева;
• — применением современной автоматики;
• — использование современных радиаторов (чугунные повышают расход энергии).
• — надежность и длительный срок эксплуатации за счет простотой конструкции.

Мероприятия для поддержания экономичности котла

Индукционный котел

Необходимо обеспечить качественную теплоизоляцию помещений. Отопительная система должна быть правильно спроектирована и установлена высококвалифицированным специалистом. С целью обеспечения качественного обогрева помещения необходимо правильно подобрать комплект автоматики. Автоматика может быть установлена электронная или механическая. Механическая автоматика оснащена надежным устройством управления, но она не способна поддерживать точные показатели мощности. Механическая автоматика более выгодна для использования в производственных, нежилых, складских помещениях, гаражах.

В системе отопления, построенной согласно правилам, индукционный котел запускается с малой мощности, прогревая, постепенно увеличивает мощность до номинального значения. Современная автоматика обеспечивает поддержание оптимальной температуры в помещении с погрешностью ± 0,2 °С.

Подбор мощности индукционного котла

Если необходимо отапливать здание площадью 150 кв. метров и высотой потолка 3 м, следует рассчитать отапливаемую площадь. Для этого площадь здания (в нашем случае 150м 2) умножаем на высоту потолков – 3 м. Получаем отапливаемую площадь 450 кв.метров.

Одни киловатт индукционного котла рассчитан на 13 м 2 , значит на просчитанную площадь будет достаточно для обогрева котла мощностью 16кВт.

Данный расчет будет корректным только в случае проведения теплоизоляционных работ перед обогревом сооружения.

Подытожим вышесказанное. Индукционный котел используется для отопления жилых зданий и промышленных объектов. Котел совместим со многими системами отопления. Пригоден для автономного отопления и в комбинации с другими источниками обогрева. Устройство стабильно в работе. Потребляет равное количество энергии не зависимо от срока службы аппарата.

Имеет большой срок эксплуатации и не требует замены комплектующих и межсезонного обслуживания. Практически не образует накипи. К недостаткам можно отнести невозможность полностью очистить котел от накипи и отложений. Так как аппарат не разбирается, его можно только промыть специальными химическими реактивами. Также следует тщательно защищать блок управления от перегрева.

Наличие современной автоматики позволит экономить до 30% ресурсов. В жилых помещениях целесообразно использовать электронную автоматику. Она позволит плавно регулировать мощность прибора, включать и отключать устройство при необходимости, поддерживать заданный температурный режим. Использование дистанционного управления настройками электронной автоматики позволит организовать процесс управления комфортным для пользователя.

Видео: индукционный котёл ВИН

Постоянное повышение стоимости традиционных энергоносителей – природного газа, твердого топлива, приводит к тому, что владельцы частных домов и дач пытаются найти новые способы отопить помещения без излишних расходов. И одним из вариантов получения максимума эффекта при минимуме затрат является индукционный котел отопления.

Очень часто такие котлы называют самым экономичным видом отопления. И это утверждение имеет веские основания – ведь такое отопление подходит для любой площади помещений, а создать индукционный котел своими руками – не такая уж сложная задача, особенно для любителей мастерить.

Функциональные особенности индукционных котлов

Прежде всего, следует отметить, что индукционный котел отопления не требует переоборудования отопительной системы здания, поэтому он может быть монтирован не только в загородном доме средних размеров, но и применим для отопления помещений большой площади. Это очень удобно, а также – практично, ведь с традиционными системами отопления вам бы пришлось демонтировать старую систему, а при больших площадях – это было бы еще и затратно.

Простейшая конструкция генератора тепла на принципе индукции выглядит следующим образом: это трансформатор, то есть, электрический индуктор, который состоит из первичной и вторичной обмотки.

Первичная обмотка преобразовывает электрическую энергию в вихревые токи, направляет созданное электромагнитное поле на вторичную обмотку. Вторичная обмотка передает полученную энергию носителю тепла, роль которого играет вода, антифриз, масло и т.д.

Корпус индукционного котла включает внешний контур, сердечник, имеющий двойную стенку и слой тепло- и электроизоляции. Вес котла является не очень большим, но при этом повышается его коэффициент полезного действия. Так, носитель тепла получает примерно 98% тепловой энергии, так как в данном случае нет потерь.

В чем эффективность индукционного котла?

Инструкция, которая прилагается к такому устройству, как электрокотел индукционный для отопления, говорит пользователям о том, что такие котлы являются наиболее выгодными, нежели традиционные системы отопления. И благодаря такому оборудованию можно получить отличный эффект. Носитель тепла проходит двойной нагрев, а время на этот процесс сокращается практически в два раза, если провести параллель между такой системой и котлами с ТЭНами. А достигается подобный эффект благодаря более низкому уровню инерции. В ходе нагревания носителя тепла возникает магнитная индукция, а вследствие этого в трубопроводах не будет появляться накипь.

По сути, данный вид отопительного оборудования является вечным. За ним не требуется ухаживать, обслуживать его и чистить.

Самый простой индукционный котел – доступен каждому

Следует отметить, что создавать такие устройства, как индукционные котлы отопления бюджетного типа – это очень просто. Вам не потребуется наличие особого образования или глубоких познаний в отопительной технике. Однако следует заранее подготовить набор материалов и инструментов, которые потребуются вам для работы.

Совет – чтобы сборка вашего индукционного котла производилась быстро и легко, лучше сразу подготовить сварочный инвертор. При помощи этого устройства вы будете варить корпус генератора тепла, а также – подсоединять подающие и отводящие трубопроводы.

Для материала, который будет нагреваться в электромагнитном поле, лучше всего выбрать отрезки стальной проволоки или катанки. Диаметр не должен превышать 7 миллиметров, а длина – 5 сантиметров. Чтобы сделать корпус котла, который также будет служить в качестве участка трубопровода для носителя тепла и основы катушки индукции, можно взять обычную трубу из пластика, которая имеет толстые стенки (диаметр внутри должен быть не больше 5 сантиметров).

Индукционный электрический котел отопления будет подключаться к системе отопления с помощью специальных переходников. Через них будет идти холодный носитель тепла, а выходить – уже нагретый с помощью индукции. Стоит заметить, что первый переходник приваривается к основанию корпуса устройства. На дно трубы из пластика, которая подготавливается заранее, укладывается металлическая сетка – именно она будет в качестве барьера для отрезков металлической проволоки. Далее засыпаются кусочки порезанной по 5 сантиметров проволоки, их должно быть столько, чтобы заполнить все пространство трубы внутри. После этого закрывают верхнюю часть прибора.

Основным нагревательным компонентом такого генератора тепла является индукционная катушка.

Делается она из эмалированного медного провода. На корпус из трубы из пластика наматывают 90 витков провода. Но нужно смотреть, чтобы все было сделано аккуратно, - то есть, между участками должно быть одинаковое расстояние. После того, как такой индуктор готов, можно подсоединять его к отопительной системе.

Индукционные котлы отопления электрические являются компактными устройствами, а в плане конструкции они фактически элементарны. Такой аппарат можно сделать в любом участке трубопровода. Нужно будет лишь вырезать часть трубы из отопительной системы, затем переходниками установить индуктор в этот разрез. Касательно электрической сети, катушка индукционного котла подключается к высокочастотному инвертору. Но помните, что включать такое устройство можно только в том случае, если в системе есть носитель тепла, так как корпус может просто расплавиться от высоких температур.

Заметим, что стоимость такого котла – это сущие копейки. Единственный недостаток – это относительно небольшие габариты и внешний вид. Однако, установив такой индуктивный котел отопления, вы почувствуете положительный эффект, увеличите скорость нагревания носителя тепла.

Еще один вариант индукционного котла

Существует еще один вариант создания индукционного котла своими руками. Такие индуктивные котлы отопления, конечно, обойдутся немного дороже, однако эффективность их работы будет выше.

Сделать такой котел будет немного сложнее, чем предыдущий вариант. Вам понадобятся навыки работы со сварочным аппаратом, наличие трехфазного инвертора, который бы желательно крепился стационарно, а также – некоторых инструментов.

Отметим, что конструкция данного варианта индукционного котла будет состоять из двух труб, которые будут вварены друг в друга. Если смотреть со стороны торца, то такая конструкция напомнит вам бублик. Одновременно устройство будет и сердечником, который будет создавать электромагнитное поле, и нагревательным элементом.

Медная обмотка наматывается прямо на корпус котла. Благодаря этому будет достигнута повышенная производительность, сохранятся относительно небольшие размеры и вес устройства. Чтобы подводить и отводить носитель тепла, в индуктор ввариваются специальные патрубки.

Когда вы собираете такие индукционные котлы для отопления дома, следует учитывать несколько рекомендаций и требований к монтажу:

• Такое устройство, как индукционный котел, можно монтировать только в закрытые системы отопления, которые оснащены насосом циркуляции.
• Прибор может быть монтирован также в такие системы, которые используют пластиковые трубы.
• Между системой индукционного отопления и стенами (или же предметами мебели, бытовой техники) должно быть не менее, чем 30 сантиметров свободного места. А от потолка и пола такие устройства размещают на расстоянии 80 сантиметров.

Конечно же, над таким вариантом котла вам придется поработать несколько больше и сложнее, однако эффект, который будет достигнут в дальнейшем, вас порадует. Такой индукционный котел, как показывают отзывы, является действительно производительным устройством, которое способно не только обеспечить вам качественное отопление жилья, но и еще прослужит вам не меньше 25-ти лет без обслуживания.

Использование индукционных котлов отопления предоставляет пользователям массу преимуществ. Среди них следует отметить несколько:

• Прежде всего, это возможность работать с переменным и постоянным током.
• В таком устройстве просто-напросто нет таких нагревательных элементов, которые будут изнашиваться.
• Конструкция прибора предельно проста.
• Не требуется для установки брать отдельное помещение. Все индукционные котлы относятся к 2-му классу, согласно пожарной безопасности.
• Коэффициент полезного действия как самодельных, так и фабричных индукционных котлов, составляет практически 100% (обычно 98-99%). Если сравнивать с традиционными отопительными системами – это просто отличный результат.
• Можно использовать несколько типов носителей тепла, при этом индукционный котел не потерпит никакого вреда. Так, можно применять не только воду, но и работать с маслом и антифризом.
• Сделать индукционный котел самостоятельно не составит большого труда для вас, а по стоимости это получится очень дешево.

Таким образом, современные индукционные котлы – это устройства, которые относятся к технике нового поколения. Это не только практичные приборы, но и мощные, экономичные. Они способны обогреть не только обычный дачный дом, но и производственное помещение большой площади. При всем при этом – вы не тратитесь на сложный монтаж и обслуживание таких устройств.

В современных системах отопления для минимизации экономических затрат и повышения КПД установок применяют более совершенное оборудование. Индукционный котел для частного дома – отличная альтернатива классическим моделям с ТЭНами.

Главным преимуществом индукционных котлов является быстрый подогрев теплоносителя, поэтому данные модели кроме отопления применяют для подогрева воды.

Принцип работы

В основе работы лежит принцип электромагнитной индукции:

• После запуска устройства происходит образование электромагнитного поля. При этом сердечник прогревается до температуры 75- градусов.
• Вода через входные патрубки подается на теплообменник с сердечником.
• Подогретый до заданной величины теплоноситель подается в систему труб через выходные патрубки.

Для отопления больших и многоэтажных домов наличие циркуляционного насоса в системе обязательно.

Индукционный подогрев является самым быстрым из всех существующих на данный момент.

Модели состоят из трех основных узлов (слоев):

• Внутренний – непосредственно сердечник. Изготавливается в виде стальных труб.
• Изоляция. Необходима для снижения потерь тепла к агрегату.
• Наружный – корпус. Изготавливается из металла.

В качестве теплоносителя используется – вода или антифриз.

Достоинства

• Экономичность. По сравнению с аналогичными моделями затраты на эксплуатацию на 20% меньше. КПД индукционной установки более 97%, что выше, чем у классических моделей (за счет того что потери тепла на нагрев индукционной катушки минимальны).
  Затраты электроэнергии на производства тепла значительно меньше, чем при сжигании угля или газа.
• Быстрый нагрев теплоносителя.
• Долговечность. При соблюдении правил эксплуатации и регулярных техосмотрах индукционные котлы могут проработать до 40 лет.
  В связи с отсутствием подвижных соединений отсутствует износ деталей. Применение меди увеличивает срок эксплуатации обмотки. В современных моделях сердечник выполнен из упрочненных материалов, которые могут работать в агрессивных средах несколько десятков лет.

Важно знать! Срок эксплуатации зависит от качества транзисторов. Известные торговые марки предлагают гарантию безотказной работы до 10 лет.

• Отсутствие накипи. Из-за постоянной вибрации отложения не могут задержаться на поверхности приборов даже при условии перенасыщения теплоносителя известью. На сердечнике постоянно присутствуют пузырьки воды, которые отталкивают частицы накипи.
• Компактность. Размеры индукционных котлов позволяют устанавливать их в ограниченном пространстве. Они не требуют постоянного обслуживания, отдельного помещения и сооружения дымохода.
• Бесшумность. Индукционные модели не создают акустических колебаний (шум издают циркуляционные насосы).
  Важно! Существует множество циркуляционных насосов, работа которых не создает дополнительных шумов.
• Безопасность. Для корректной работы и исключения аварийных ситуаций используют УЗО и дифавтоматы, на корпусах котлов устанавливают специальная отключающая автоматика.
• Пожаробезопасность. В отличие от газовых и твердотопливных котлов, при работе индукционных отсутствует открытый огонь.
• Простота монтажа. При минимальных навыках работы с электроприборами и обращении установить котел можно самостоятельно.

Недостатки

• Высокая стоимость. Индукционные модели в 1,5-2 раза дороже классических котлов на газе или твердом топливе.
• Наличие радиопомех в непосредственной близости к котлоагрегату.
• Большая масса. Котлы состоят из металлических частей. Модели высокой мощности не следует крепить на стены, т.к. существует высокая вероятность обвала.
• Монтаж индукционного котла приемлем только для закрытых систем отопления с давлением не более 0,3 мПа.

Котлы ВИН

Разработаны для обогрева больших частых домов и коттеджей, садовых и дачных домиков, многоэтажных строений, промышленных объектов.

Котел с вихревым индукционным нагревателем состоит из основных узлов:

• Цилиндрического теплообменника.
• Первичной катушки – большое количество витков провода, которая помещена в цилиндрический корпус.
• Магнитопровода.
• Входного и выходного патрубка.
• Клеммной коробки, необходимой для подключения к электросети.
• Блока управления с терморегулятором.

Важно знать! Устройство сконструировано таким образом, что отсутствует вероятность перегрева внутренних элементов системы. Применение компаунда позволяет металлическим поверхностям выдерживать температуру до 185 градусов.

Принцип работы

Холодный теплоноситель попадает в агрегат через нижний патрубок. После нагрева вода подается в отопительную систему через верхний патрубок. Контроль температуры осуществляется при помощи термостата и терморегулятором.

Из-за особенностей конструкции агрегат всегда работает на максимальном уровне. Поэтому для получения экономического эффекта необходимо применять циклический подогрев и подключение датчиков температуры теплоносителя. После выставления требуемого температрурного режима автоматика отключает индукционный нагрев по достижении критической отметки. После остывания теплоносителя автоматика также включает котлоагрегат, создавая непрерывный цикл подогрева.

Важно! Применение устройств для регулирования напряжения нерационально.

Однофазные котлы ВИН производятся небольшой мощности, т.к. с повышением мощности сила тока увеличивается до 50 А, что требует прокладки новых бытовых электропроводок кабелями больших сечений.

Для увеличения мощности котлоагрегата с ВИН необходимо приобрести и установить дополнительные водогрейные блоки или использовать трехфазное подключение.

Важно! При покупке индукционного котла также следует предусмотреть приобретение бесперебойного источника питания. Для частных домов лучшим вариантом является транзистор.

Индукционные котлы типа SAV

Применяются для систем автономного и комбинированного отопления, систем горячего водоснабжения, резервного источника отопления, поддержания заданной температуры в промышленных установках (реакторах).

Преимуществом SAV котлов является возможность дистанционного регулирования температуры и полная автоматизация отопительного процесса.

Представляют собой индуктор, систему короткозамкнутых каналов и труб и нагревательный элемент – сердечник. Подогрев теплоносителя происходит за счет образования электромагнитного поля и преобразования электрической энергии в тепловую.

Важно! Из-за разветвленности системы установки имеет КПД, приближающийся к 100%.

Котлоагрегаты производятся трех типов:

• Маломощные. 2,5-10 кВт. Для небольших частных и дачных домов.
• Средней мощности. 15-60кВт. Для административных и многоэтажных жилых зданий.
• Большой мощности. 100-500 кВт. Применяются в промышленных установках.

Заключение

Индукционные котлы имеют ряд преимуществ перед моделями с ТЭНами. Высокая стоимость оборудования полностью окупается за несколько сезонов, при этом агрегаты не требуют постоянного обслуживания и сооружения дымохода.