Как сделать индукционный котел своими руками. Использование электромагнитной индукции для отопления дома Индукционные отопительные котлы для частного дома

Электрический котел, без всякого сомнения, прекрасная альтернатива газовому или твердотопливному оборудованию. Но есть у него существенный минус – большое потребление электроэнергии. В процессе поиска способов сократить расход электричества, был изобретен индукционный котел.

Справедливости ради стоит отметить, что принцип индукционной печи был придуман довольно давно, еще в 1887 году, и применялись они только в промышленности. Развитие технологического процесса позволило создать компактные модели нового поколения, пригодные для бытового применения, например, отопления частного дома.

Устройство и принцип действия

Основной элемент индукционного котла – трансформатор с тороидальной обмоткой. Само устройство такого котла состоит из таких элементов:

Корпус агрегата, который изготовлен из металла.
Слой электрозащиты и теплоизоляции.
Сердечник, представляющий собой ферримагнитные трубки.

Обмотка сердечника выступает в роли первичной обмотки, а вторичной является корпус котла. В комплекте также идут:

В роли теплоносителя в такой системе может выступать не только обычная вода и антифриз, но и масло.

Принцип действия

В названии индукционный электрокотел, заложен принцип его действия – электромагнитная индукция. При подаче напряжения происходят следующие процессы:

Создается электромагнитное поле.
Сердечник нагревается до температуры 750 °C.
Теплоноситель поступает через специальные патрубки и, проходя через сердечник, нагревается, передавая затем тепло радиаторам отопления дома.

Такой способ нагрева позволяет нагреть большой объем теплоносителя за короткий отрезок времени. При этом создающиеся конвекционные потоки позволяют обходиться без циркуляционного насоса.

Совет! Отсутствие циркуляционного насоса оправдано в небольших системах отопления. При отоплении индукционным котлом двухэтажного дома, его наличие обязательно.

Преимущества и недостатки индукционных котлов

Сначала рассмотрим положительные характеристики индукционных котлов:

Высокий и постоянный КПД: до 99%.
Такой котел не нуждается в обустройстве дымохода.
Отсутствие подвижных и нагревательных элементов способствует высокой надежности и долговечности систем нового поколения.
Бесшумность работы.
Низкая инерционность системы позволяет экономить энергоноситель.
Для установки индукционного котла не требуется отдельное помещение.
Высокочастотная вибрация сердечника препятствует образованию накипи.
Доступный монтаж не требует особых знаний и навыков.
Высокий уровень пожаробезопасности в связи с отсутствием открытого огня и нагревательных элементов.

Как и все оборудование, индукционный котел отопления имеет не только плюсы, но и минусы, к которым относятся:

На первом месте, конечно же, высокая стоимость таких котлов. Более привычный электрический тэновый котел стоит в 1,5 раза дешевле.
Подключение производится только в закрытую систему отопления дома. При этом давление в ней нужно контролировать и держать ниже 0,3 Мпа.
Значительный вес при малом размере. Этот факт следует учитывать при креплении котла на стену.
Генерация помех во всем радиодиапазоне в радиусе нескольких метров (в зависимости от мощности котла). Такие помехи для человека абсолютно безопасны.

Совет! Основное преимущество аппаратов индукционного типа – быстрый и экономичный нагрев большого объема теплоносителя, для чего другим видам котлов понадобилось бы значительно больше времени. Именно это качество нашло свое применение в индукционных проточных водонагревателях.

Помощь в выборе котла

В связи с новизной такого оборудования, на отечественном рынке представлено всего два бренда:

ВИН – производитель ООО «Альтернативная энергия». Этот вихревой нагреватель (именно так расшифровывается аббревиатура) потребляет преобразованное высокочастотное напряжение. На выходе из катушки это дает резкий скачек напряженности ЭМП и усиление поверхностных токов Фуко. Это позволяет корпусу и всем внутренним деталям, которые специально сделаны из особого ферримагнитного сплава, практически мгновенно разогреваться и передавать тепловую энергию теплоносителю. Можно сказать, что все узлы конструкции агрегата выступают как один теплообменник, это объясняет его высокую эффективность.
SAV – производитель ЗАО «НПК «ИНЭРА». Этот индукционный котел состоит из короткозамкнутого лабиринта труб с теплоносителем, который выступает в роли вторичной обмотки. Переменный ток, сгенерированный в этой обмотке, дает возможность быстрого разогрева поверхности теплообменника. Благодаря разветвленному лабиринту труб в теплообменнике, теплоноситель, проходя через него, быстро нагревается, что объясняет высокий КПД этого вида котла. Благодаря закону самоиндукции, аппарат нового поколения позволяет катушке самостоятельно индуцировать необходимую реактивную мощность. Это позволяет использовать этот вид индукционных котлов в энергосетях с пониженным напряжением, что дает ощутимый результат при работе в сельской местности со слабыми электрическими подстанциями.

Все индукционные электрокотлы различаются по мощности и количества фаз подключения:

Однофазные: мощность 2,5–7 кВт.
Трехфазные: мощность 7–60 кВт.

Помимо стандартной автоматики (автоматических размыкателей), индукционный котел может комплектоваться электронным программатором. Этот прибор позволяет устанавливать режим работы котла на всю неделю, а при необходимости, осуществлять регулировку дистанционно – по GSM-каналу.

Расчет мощности котла

Чтобы рассчитать мощность системы максимально точно, необходимо приглашать специалистов. Но легко можно произвести приблизительный расчет, которого будет вполне достаточно. Для этого на каждый квадратный метр отапливаемой площади должно приходиться 60 Вт мощности котла.

Такой мощности вполне достаточно, ведь КПД очень высок и не снижается в процессе эксплуатации.

Совет! При выборе индукционного котла, необходимо уточнять толщину стенок сердечника. Оптимальная толщина – 10 мм. Такой сердечник гарантирует долгую и бесперебойную работу системы отопления дома.

Установка и подключение

Установка котлов такого типа довольно проста, но требует соблюдения определенной технологии:

Монтаж производится только в закрытую отопительную систему.
Обязательно оборудование такой системы расширительным баком типа экспанзомат.
Целесообразность наличия циркуляционного насоса зависит от системы наклона труб отопления дома. В некоторых случаях при соблюдении правильного уклона, можно обойтись естественной циркуляцией.
Необходимо выставить индукционный котел вертикально. При этом крепление к стене происходит через специальные «уши» или обычными хомутами, в зависимости от модели.
При этом важно выдержать свободное расстояние между котлом и стенами: по бокам – не менее 30 см, сверху и снизу – не менее 80 см.
Закрепляя агрегат, следует учитывать его солидный вес и выбирать для монтажа надежную несущую стену.

Подключение котла к системе отопления

Особенностью индукционного котла является тот факт, что выполнять обвязку из металлических труб нет необходимости. Можно выполнять подключение сразу металлопластиковыми или пластиковыми трубами:

Патрубок, расположенный в верхней части корпуса, подсоединяется к подаче горячего теплоносителя в систему отопления дома.
Затем к патрубку, расположенному в нижней части котла, подсоединяется труба отопления обратной подачи.
На отрезке не более 80 см от выходного патрубка необходимо установить группу безопасности агрегата. Набор приборов, присутствующих в этой группе стандартный для всех видов котлов: автоматический предохранительный клапан, манометр и воздухоотводчик.
После группы безопасности можно, но необязательно, сделать замыкание контура (соединение горячей подачи с обраткой). В некоторых аварийных случаях наличие малого контура предохраняет индукционный электрокотел от перегрева.
В любом случае установка запорной арматуры происходит после смонтированной группы безопасности.

Далее, переходим к установке вспомогательных приборов на трубу обратной подачи. На малом контуре или перед запорной арматурой на обратку последовательно монтируются следующие приборы:

Расширительный бачок.
Фильтр-отстойник.
Бронзовый фильтр грубой очистки.
Циркуляционный насос.
Датчик потока. Наличие в системе этого датчика позволяет контролировать циркуляцию теплоносителя и отключать котел в случае ее прекращения.

Более детальная схема подключения содержится в прилагаемой производителем инструкции, которую необходимо изучить перед началом установочных работ.

Электрическое подключение

Выполняя электрические подключения, необходимо использовать провода указанного в инструкции сечения. Электронные системы управления подключаются при помощи специальных разъемов, идущих в комплекте с оборудованием.

Совет! Важным моментом монтажа индукционного аппарата является подключение заземления. Его необходимо выполнить отдельным проводом (оптимально шиной) и подсоединить к существующему заземлению дома.

Обслуживание индукционных котлов

Как такового обслуживания индукционный котел не требует. Единственное, что можно порекомендовать в этом вопросе, это периодически проверять надежность заземления и электрические соединения.

В заключение стоит отметить, что индукционные котлы нового поколения идеально подходят для отопления дома, где хозяева подолгу отсутствуют или бывают наездами. Экономичность, автономность и безопасность такого вида отопительного оборудования вполне оправдывают его довольно высокую стоимость. А если использовать в такой системе в качестве теплоносителя антифриз, то заморозка ей точно не грозит.

Обилие рекламы и сложная техническая составляющая отопительного оборудования часто не помогают, а только затрудняют выбор. Что выгоднее, что удобнее, у какого производителя лучший сервис, насколько сложный и дорогой монтаж? На все эти и массу дополнительных вопросов предстоит найти ответы каждому, кто собирается ремонтировать старую или создавать новую систему отопления. В этой статье мы расскажем о том, что собой представляет индукционный котел отопления и рассмотрим, какими приемами пользуются маркетологи для достижения своей главной цели – продажи.

Статья будет интересна домовладельцам, которые решили модернизировать свою систему отопления и установить резервный котел, особенно тем, кто имеет один источник тепла – электричество и выбор стоит только за типом электрического нагрева. После прочтения вы сможете профессионально общаться с продавцами оборудования и монтажниками, и не позволите себя обмануть самоуверенным предпринимателям на рынке.

Что такое электрический нагрев

Давайте разбираться. Электрический нагрев – это искусственный процесс повышения температуры за счет подведенной извне энергии. Существует несколько способов перехода электрической энергии в тепловую: без контакта с нагреваемым предметом (индукция-теплоноситель) и при контакте с нагреваемым предметом (тэн-теплоноситель). Именно в сравнении с ТЭНовым котлом предприимчивым маркетологам удается «доходчиво донести» до потенциального покупателя информацию о «невероятном» индукционном котле. К слову, такой котел, используемый для бытовых нужд, вы не сможете найти ни в одной европейской стране.

Использование индукционного способа нагрева ограничено исключительно процессами нагрева металла и других токопроводящих материалов

Принцип работы индукционного котла

Индукционный нагрев осуществляется посредством энергии переменного магнитного поля, которую нагреваемый объект поглощает и преобразует в тепловую. Следовательно, это нагрев изделий из проводящих материалов. Для преобразования электрической энергии в тепловую необходимо иметь три составляющие:

переменный ток (стандартная электрическая сеть 220В, 50Гц);
индуктор, т.е. многовитковая цилиндрическая катушка (чаще медная);
сердечник из любого ферромагнетика (материала, к которому липнет магнит, чаще металл).

Схема устройства индукционного котла

Теперь поэтапно рассмотрим принцип действия индукционного нагрева:

Переменный электрический ток, проходя через индуктор, создает вокруг катушки магнитное поле;
Магнитное поле создает на поверхности сердечника вихревые токи Фуко, которые разогревают заготовку под действием джоулева тепла (закон Джоуля-Ленца);
Тепло от нагретого сердечника передается омывающему его теплоносителю за счет теплопроводности материала.

Если по-простому, то это понижающий трансформатор, который установили в трубу.

Таким образом, электрическая энергия передается только сердечнику, без использования контактов, а нагретый сердечник (стальная труба) все же контактирует с теплоносителем. И да, на поверхности сердечника тоже могут оседать частицы и ухудшать теплообмен. Маркетологи чаще говорят о кавитации (колебании) сердечника и, следовательно, затруднительном образовании “накипи”. На практике удостовериться в этом будет сложно, да и является ли это важнейшим преимуществом? Стальной сердечник имеет достаточную площадь поверхности для эффективного теплосъема даже при наличии отложений.

На видео продемонстрирован принцип работы водогрейного индукционного теплогенератора. Многие мошенники и неучи всучивают такие приборы доверчивым покупателям под видом СЕ нагревателей.

Как не стать жертвой обмана при покупке электрокотла для отопления

Безопасность теплогенератора

При выборе котла первостепенную роль играет его безопасность. В дешевых ТЭНовых теплогенераторах одной из основных проблем является утечка тока. Это происходит из-за некачественных ТЭНов. При использовании сертифицированных комплектующих, утечки токов сводятся к минимуму.

В индукционных котлах поражение током возможно при сбоях в электроснабжении теплогенератора и протечке системы, потому что любой способ прямого контакта теплоносителя (проводника) с током или магнитным полем небезопасен. Описывать сложные процессы не имеет смысла. Риск поражения током при использовании дешевых электрических котлов очень высок. Это главная причина, по которой стоит скептически относиться к индукционным котам.

С целью снижения указанных рисков при выборе котла обратите внимание на качество электрического выключателя (автомата), терморегулятора, датчика температуры и протока. Если эти элементы китайского производства и даже их внешний вид не внушает доверия, рассчитывать на высокое качество сборки такого теплогенератора не стоит

Встретить на рынке теплового оборудования отечественные индукционные электрические котлы отопления, которые были бы оснащены автоматическими выключателями ABB, Moeller или Schneider, практически нереально. Об этом стоит призадуматься. Если у вас в доме качественная проводка, то у вас с производителем разные требования к качеству электрооборудования.

Если вы устанавливаете любой электрический прибор мощностью более 1,5 кВт, не пожалейте средств на приобретение отсекающего автоматического выключателя УЗО и обязательно сделайте заземление, что указано в инструкции любого электрического котла

Не лишней будет и покупка стабилизатора напряжения. Включение электрооборудования большой мощности влияет на параметры сети в доме, что может привести к сбоям в работе современных бытовых приборов и других девайсов. При использовании ”чудо-котлов” УЗО-выключатель срабатывает постоянно, это говорит о блуждающих токах и, конечно, о риске поражения током. Задумайтесь, нужен ли в вашем доме источник тепла сомнительного качества, который использует мощное магнитное поле?

При выборе отопительного оборудования предпочтение следует отдавать продукции известных компаний с международными стандартами, сервисным центром в вашем регионе и наличием юридической базы для реагирования на претензии клиента. В моей практике не было ни одного случая, при котором производитель “чудесных” котлов, “сделанных в СНГ”, нес бы реальную ответственность за бракованный товар. Цепочка перепродавцов, отсутствие реальной гарантии и сервисные центры на базе частных предприятий делают гарантийное обслуживание практически невозможным.

Заявленный и реальный КПД

Вся электрическая энергия передается практически со 100% КПД в любом электрическом котле и потери тепла могут быть только за счет плохого утепления корпуса котла. Производители индукционных котлов часто манипулируют показателями снижения КПД у ТЭНовых котлов, объясняя это появлением накипи на поверхности ТЭНа, но это абсолютная чушь. Во-первых, кальциевые отложения являются проводником тепла. Во-вторых, если рассматривать отложения как изолятор, то КПД будет неизменным, изменится лишь время нагрева теплоносителя до заданных параметров.

Самое главное, что нужно уяснить раз и навсегда: чудес не бывает! Нет никаких инновационных разработок научных институтов времен холодной войны и технологий подводных лодок с космическими кораблями, КПД которых превышает 100%

Обратите внимание! Любой электрический нагрев имеет КПД, приближенный к 100%. Не существует, например, электрических бытовых водонагревателей, использующих ”индукционный” способ нагрева. Связано это в первую очередь с защитой потребителя от поражения током. И если вам в очередной раз продавцы заученными фразами будут рассказывать об экономии до 30% и о высоком КПД, то спросите, куда денется неиспользуемая энергия, если КПД котла менее 100%. В газовых котлах тепло уходит через дымовую трубу, но что происходит с электрическим котлом? Легкий троллинг даст продавцу понять, что вы в теме, и он перестанет видеть в вас прогульщика физики в 9 классе.

Шум, компактность и вес

Все электрические котлы работают бесшумно, шум может появиться в следующих случаях:

кавитация (колебание) насоса,
перегрев котла,
заужение сечения трубопровода.

Все электрические котлы примерно одинакового объема. Индукционный электрокотел для отопления весит больше ТЭНового, поэтому необходимо предусмотреть для него правильный крепеж, не забывая про кавитацию теплогенератора.

Регулировка температуры

Если вы действительно хотите экономить электроэнергию, то обратите внимание на способ регулировки температуры в помещении. Специалисты рекомендуют регулировать не температуру подачи воды в радиаторы, а именно температуру в помещении. Для этого можно использовать выносной комнатный термостат или терморегуляторы на радиаторах. Обратите внимание на недельный программируемый термостат – хронотермостат, с помощью которого можно выставлять разный температурный режим в течении суток или на другой заданный промежуток времени. Экономичность системы отопления характеризует КИТ (коэффициент использования топлива), а не КПД котла. То есть помещение должно полноценно отапливаться только тогда, когда это действительно необходимо. Например, когда никого нет дома, температуру можно снизить до +16С.

Недостатки индукционных электрических котлов

Нужен ли вам в доме мощный источник магнитного поля

Преимущества индукционных котлов в сравнении с ТЭНовым

Повышенные требования к теплоносителю у ТЭНового котла. Действительно, воду для системы отопления, в которой используется ТЭНовый элемент, с целью продления срока службы ТЭНов необходимо подготавливать, снижать содержание кальция и магния, идеально пропускать через обратный осмос. На практике достаточно хорошего полипропиленового фильтра на 5 мкр.
Регулирование мощности (скачки напряжения) менее ощутимо в индукционном котле, но только при реостатной регулировке. Это преимущество значимо только в сравнении с дешевыми ТЭНовыми котлами отечественного или китайского производства, которые работают по принципу полностью ”ON” или ”OFF”. В развитых странах такое отношение к регулировке недопустимо, поэтому в современных котлах ТЭНы разбиты на группы и включаются поочередно.
Индукционный котел состоит из меньшего количества деталей и имеет более простую конструкцию, поэтому стоит дешевле и служит дольше. Минимум комплектующих и максимально простое устройство позволяет изготовить индукционный котел отопления своими руками.

Самодельный индукционный котел отопления: схема

Вывод

Индукционные котлы отопления потребляют столько же кВт тепла, сколько и ТЭНовые. Чудес не бывает. Индукционный способ нагрева имеет ряд преимуществ и широко используется только в промышленности.

Использование индукционного нагрева в бытовых условиях требует высокого качества комплектующих и сборки теплогенератора. Для этого необходимо повысить уровень производственных мощностей отечественных предприятий, занимающихся выпуском индукционных котлов, ввести международные стандарты и методики контроля качества

При покупке отопительного котла обратите внимание на наличие у производителя стандарта ISO 9001 – стандарт системы менеджмента качества и других международных сертификатов и международных наград

Обязательно поинтересуйтесь условиями гарантийного обслуживания теплогенератора. И не постесняйтесь задать вопрос о юридической ответственности в случае поражения током. Верить голословным заверениям продавцов в том, что подобного за 30 лет еще не было, не стоит. Вам нужны конкретные ответы на вопросы, кто несет ответственность и в каких документах это прописано. Не забывайте, что все разрешения на использование электронагревателя в пожароопасных помещениях должны подтверждаться соответствующими сертификатами.

Видео: индукционный котел

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

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

Вихревой нагреватель

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

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

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

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

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

Внутреннее устройство индукционного нагревателя и принцип его работы

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

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

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

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

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

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

Стоит ли устанавливать терморегулятор на радиатор отопления? изделие?

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

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

Особенности монтажа котельной установки и её эксплуатации

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

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

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

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

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

Преимущества и недостатки . Как выбрать и установить?

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

Цена индукционного котла и стоимость установки

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

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

Отзыв:

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

Индукционный электрический котёл своими руками

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

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

Также следует подготовить следующие материалы:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

В процессе планирования устройства отопительной системы на даче или в загородном доме многие пытаются решить проблему чрезмерных расходов на энергоносители путем установки индукционного котла отопления. Кроме экономии электроэнергии его устройство таково, что позволяет обходиться без вредных выбросов в окружающую среду и не представляет никакой опасности в процессе использования. Немаловажным аргументом в его пользу является и возможность его самостоятельного конструирования. В данной статье мы рассмотрим, что такое индукционный котел отопления: все про принцип работы + 2 варианта устройства своими руками. Кроме того, нам станут очевидны его преимущества перед обычными электрическими котлами и газовыми агрегатами.

Устройство индукционных котлов

В основу внутреннего устройства такого котла включен индуктор (трансформатор). Обычные бытовые индукционные котлы немного отличается от аналогичных промышленных с цилиндрической системой обмотки. В компактных котлах бытового назначения применяется медная обмотка тороидального типа.

Внешний корпус агрегата выполнен из окрашенного металла, затем идет толстый слой тепло- и электроизоляции, внутри которой находится сердечник с двойной стенкой. Он изготовлен из особой ферромагнитной стали и имеет толщину стенок не менее 10 мм. Тороидальная обмотка, которая намотана на сердечнике — это первичная обмоткой. Именно в ней происходит преобразование энергии электрического поля в магнитное, которое создает вихревые токи. Уже их энергия переносится на вторичную обмотку. В роли вторичной обмотки выступает корпус контура, который под действием этой энергии выделяет большое количество тепла, передающегося теплоносителю. Тороидальная обмотка позволяет создавать агрегаты с небольшим весом и габаритами.

Принцип действия индукционных котлов

В стандартную комплектацию обычно входит сам котел, совершенно необходимый полупроводниковый преобразователь, называемый инвертором, автоматические выключатели, терморегулятор электронный. Сам температурный датчик находится внутри корпуса котла.

Работа индукционных котлов базируется на принципе электромагнитной индукции. Его суть в том, что электроэнергия, потребляемая из сети, создает электромагнитное поле. Теплоноситель подается внутрь котла котел через водный патрубок, который приварен внизу. Переменный ток частотой 20 кГц поступает на котел через инвертор. При включении этого прибора ток протекает через тороидальную обмотку котла. При этом стальной сердечник всего за 7 минут нагревается до температуры 750 градусов.

Произведенное тепло передается теплоносителю, циркулирующему внутри контура. Быстрый нагрев жидкости создает конвекционные потоки. Это означает, что разогретый теплоноситель сильно расширяется и устремляется вверх по конструкции котла и далее в саму систему отопления. Часто этого бывает достаточно, чтобы происходила полноценная работа бытового котла, имеющего среднюю протяженностью отопительного контура. Такой метод позволяет достаточно быстро обогревать всю систему, но для лучшей циркуляции нужно дополнительно устанавливать обычный циркуляционный насос.

Благодаря применению принципа магнитной индукции, разогрев теплоносителя в таких котлах происходит гораздо быстрее, чем в агрегатах с тэнами, а потери тепла минимальны. На сердечнике почти не возникает накипь, какой бы жесткой и известковой не была вода.

Это происходит потому, что вихревые потоки вынуждают сердечник вибрировать, не позволяя образоваться накипи. Одновременно, вскипающие у его тела пузырьки, очищают поверхность сердечника. По причине герметичности всей системы, теплоноситель забирает максимальное (98%) количество выделяемой тепловой энергии. Таким образом, эти параметры очень сильно увеличивают КПД котла, что положительным образом сказывается на его экономичности и сроках эксплуатации.

Плюсы и минусы индукционных котлов

Индукционные котлы обладают рядом безусловных преимуществ перед обычными котлами на ТЭНах:

Стабильные показатели КПД до 99% практически весь срок эксплуатации.
Отсутствие нагревающихся элементов, что значительно продлевает срок применения устройства.
Отсутствие двигающихся элементов, что полностью исключает механический износ и необходимость замены комплектующих.
Отсутствие разъемных внутренних соединений не дает возможность возникновения течи.
Полная доступность работы даже при постоянном токе либо низком напряжении в сети.
Очень быстрый нагрев до нужной температуры теплоносителя (5 – 7 мин).
Достаточно высокая степень электро- и пожаробезопасности, соответствующая классу II за счет использования сердечника, не связанного напрямую с индуктором.
Отсутствие необходимости установки дымохода и предоставления под котел отдельно расположенного помещения. Для установки данной системы нет потребности в привлечении высококвалифицированных специалистов.
Нормативный срок эксплуатации прибора до 25 лет и даже более. Он напрямую зависит от герметичности запаянного внешнего шва и от большой толщины металлических труб для сердечника. Ему не нужны никакие профилактические работы в течение всего срока эксплуатации.
Котел может использовать все доступные жидкие теплоносители: масло, вода, антифриз, этиленгликоль без какой-либо предварительной подготовки.
Менять отработку теплоносителя можно всего один раз в 10 лет.
Хорошая защита от перегрева и различных аварий, бесшумность в ходе работы.
На котлах установлены электронные автоматизированные системы управления.
Внутри контура отсутствует накипь.
Возможность подключения котла к любым отопительным системам закрытого типа.
Минимально возможный прогрев теплоносителя — 35°С.

Но у индукционных котлов есть недостатки, как перед другими отопительными приборами, так и по индивидуальным специфическим параметрам.

Такие котлы можно подключить только к закрытому контуру отопления, очень часто с принудительной циркуляцией теплоносителя
Достаточно большой вес котла при довольно небольших размерах. Вес котла мощностью 2,5 кВт составляет не менее 23 кг при полной высоте 45 см и диаметре 12 см.
Большая, чем у других котлов цена, которая обусловлена наличием дорогостоящей детали – инвертора.
Генерируемые на расстояние в несколько метров от котла радиопомехи в длинноволновом, средневолновом и даже УКВ-диапазоне. Они не оказывают воздействия на человеческий организм, но их хорошо чувствуют домашние животные и электронная аппаратура.

Установка индукционного котла и системы управления к нему

Установка таких котлов возможна только в закрытую систему отопления. Это требует наличия расширительного бачка-экспанзомата и насоса для принудительной циркуляции теплоносителя.

Согласно инструкции, индукционный котел выставляется строго вертикально. После этого, к нижнему патрубку ввода подключается обратная труба контура отопления. Выходной патрубок расположен в верхней части устройства (сбоку или сверху). На него закольцовывается подающий трубопровод.

Вес монтируемого котла достаточно серьезный, поэтому креплениям нужно уделить самое особое внимание. Они должны быть очень надежными с учетом того, что при работе котла его вес значительно увеличится за счет поступающего внутрь теплоносителя. Боковое расстояние от котла до окружающих предметов и стен – 300 мм. Расстояние до пола и потолка — 800 мм и не меньше. Важным и обязательным условием при монтаже таких котлов является их заземление. С ним возможно использовать, как металлические, так и металлопластиковые трубы.

Рядом с выводным патрубком встраивается группа приборов безопасности: подрывной клапан, манометр, воздухоотводчик. Расширительный бачок устанавливается на удобном участке обратной трубы системы. Запорная арматура главным образом монтируется уже после группы безопасности.

Монтаж всей системы управления, а также самого котла нужно производить в соответствии с существующими правилами и нормами ПУЭ, схемами и условиями, содержащимися в имеющемся в комплекте техническом паспорте.

Примеры самодельных конструкций

Если вы не собираетесь использовать индукционный котел для осуществления главного отопления в частном доме, а хотите оборудовать им дачу или гараж, то вы можете попытаться сконструировать его самостоятельно. Существует два варианта, как это сделать.

Первый вариант

Для его реализации понадобятся куски пластиковых труб и сварочный инвертор. Имея элементарные знания в области физики и умея пользоваться кусачками, можно самостоятельно смастерить элементарную индукционную модель. Для этого нужно приобрести уже созданный высокочастотный сварочный инвертор с плавной регулировкой мощности тока до 15 ампер или даже выше. Для обогрева большой площади лучше выбрать гораздо более мощный аппарат. Еще понадобится катанка из нержавеющей стали либо обычные отрезки стальной проволоки. Это нужно для выполнения роли нагреваемого элемента. Их длина – около 50 мм, при диаметре 7 мм.

Важной составляющей является медная проволока, которую можно без проблем приобрести в любом тематическом магазине. Не следует использовать обмотку со старых катушек. Корпус, являющийся основой индукционной катушки — это одновременно часть трубопровода, поэтому его можно изготовить из пластиковой трубы с толстыми стенками. Ее внутренний диаметр должен быть 50 мм. К этому корпусу крепят два выходных патрубка для поступления холодного и отдачи горячего теплоносителя. Все внутреннее пространство корпуса нужно полностью заполнить отрезками проволоки и закрыть металлической сеткой, чтобы они не высыпались.

Индукционную катушку делают следующим образом: вокруг уже ранее приготовленной пластиковой трубы постепенно наматывают покрытый эмалью медный провод. Понадобится примерно 90 витков. Получившееся самодельное устройство требуется подключить к трубопроводной сети. Из трубопровода вырезают небольшой участок трубы, а вместо него устанавливают самодельный индукционный котел. Его подключают через инвертор и просто запускают воду.

Второй вариант

Это вариант предусматривает использование трехфазного трансформатора с возможностью и фиксации. Кроме того, понадобится еще и сварочный аппарат. Для изготовления устройства нужно сварить две трубы таким образом, чтобы они были похожи на бублик в разрезе. Эта конструкция выполняет, как проводниковую, так и нагревательную функции. Потом наматывают обмотку, непосредственно на корпус котла в целях его более эффективной работы, несмотря на небольшой вес и размеры. Здесь используется стандартная схема нагрева теплоносителя: он получает большое количество тепловой энергии при контакте с обмоткой.

Схема изготовления такой конструкции несколько сложнее, чем в первом варианте. Котел оборудуется двумя патрубками, как для входа холодного теплоносителя, так и для выхода нагретого. Если придумать и самостоятельно соорудить защитный кожух, то можно минимизировать тепловые потери.

Особенности самостоятельной установки и эксплуатации самодельных котлов

Как и в случае котлов, произведенных на заводе, для монтажа самодельной индукционной установки может подойти только отопительная система закрытого типа. В ее состав должен входить центробежный насос, который создает постоянную циркуляцию теплоносителя внутри отопительной системы. Распространенные сегодня пластиковые трубопроводы как нельзя лучше подходят для установки самодельного индукционного котла. Все нормативы, относящиеся к установке магазинных котлов, должны соблюдаться в полной мере и в данном случае. Если установить на систему органы управления и приборы безопасности, то ваша самодельная установка будет мало чем уступать своим заводским собратьям.

Хотя изготовить такой прибор достаточно сложно, и лучше не браться за это дело, не имея «прямых рук», эксплуатировать ее одно удовольствие. Ведь вместе с удобством эксплуатации мы получаем еще и серьезную экономию электроэнергии.

Индукционные отопительные котлы появились в продаже недавно и сразу составили конкуренцию привычным электрокотлам с ТЭНами. При схожих размерах и потребляемой мощности индукционные нагреватели способны значительно быстрее прогреть систему, кроме того, они могут работать в системах с низким качеством теплоносителя и реже требуют обслуживания. Применив знания в электротехнике и смекалку, можно сделать индукционный котел отопления своими руками.

В основе действия индукционных котлов и других нагревательных приборов этого типа лежит способность токопроводящих материалов нагреваться под действием вихревых токов, создаваемых в результате электромагнитной индукции.

Источником индукции служит высокочастотный переменный ток, проходящий по первичной обмотке нагревательного прибора, выполненной в виде катушки. Нагревательный элемент, помещенный внутрь катушки, играет роль вторичной короткозамкнутой обмотки. В нем происходит преобразование электромагнитной энергии в тепловую.

Вихревые токи возникают и при промышленной частоте 50 Гц, но эффективность нагревателя при этом будет невысока, а работа прибора будет сопровождаться сильным гулом и вибрацией. При повышении частоты до 10 кГц и выше шум исчезает, вибрация становится неощутимой, а нагрев усиливается.

Устройство

Промышленный индукционный котел состоит из сердечника, роль которого играет теплообменник, вокруг которого намотана тороидальная обмотка, подключенная к высокочастотному преобразователю. При прохождении по обмотке тока создается переменное электромагнитное поле, в результате которого возникают вихревые токи, проходящие через сердечник.

Обмотка подключена к высокочастотному преобразователю, в котором сигналом с блока управления создается ток необходимой частоты. Современные котлы имеют высокий уровень автоматизации, позволяющий не только создать оптимальный режим нагрева теплоносителя, но и отключить устройство в случае аварийной ситуации.

Внутри сердечника-теплообменника находится теплоноситель. Под воздействием вихревых токов он нагревается до высоких температур. За счет разницы между температурой теплоносителя на входе и на выходе, из котла циркуляция теплоносителя по системе происходит непрерывно, даже без подключения насоса. Поэтому индукционные котлы можно использовать в системах с принудительной и естественной циркуляцией.

Теплоносителем может быть как вода, так и антифриз, тосол, масло. Качество жидкости при этом не имеет значения: постоянная вибрация системы, неощутимая человеком, делает невозможной осаждение накипи и других примесей на стенках теплового контура.

Внешняя оболочка - металлический корпус, оснащенный системой тепловой и электрозащитной изоляции.

Форма котла может быть любой, как и способ его установки: благодаря отсутствию бака внутри котла его размеры обычно невелики, а масса не превышает 50 кг.

Индукционный котел нельзя даже кратковременно включать в работу без заполнения системы теплоносителем! Может произойти перегрев котла и выход из строя его элементов!

Достоинства:

Высокий КПД. Большинство производителей называют цифры 95-98%;
Большой выбор моделей различной мощности на однофазное напряжение ~220 В или трехфазное ~380 В;
Быстрый прогрев системы отопления при запуске;
Могут работать с любым теплоносителем;
Контур, по которому внутри котла проходит теплоноситель, абсолютно герметичен, что исключает протечки и связанные с ними неисправности;
Длительная работа без образования накипи и отложений. Именно это явление со временем снижает эффективность котлов с ТЭНами и служит частой причиной их поломки из-за перегрева нагревательных элементов;
Срок службы, заявленный производителями - от 25 до 30 лет.

Не лишены нагреватели и недостатков, наиболее значимый из которых - высокая цена. Этот фактор обычно побуждает рачительного хозяина собрать самодельный индукционный котел из подручных материалов и приборов. Несмотря на сложность процессов, происходящих в котлах такого типа, возможно создать конструкцию, не отстающую по основным параметрам от котла промышленного изготовления, и сделать индукционный котел своими руками.

Котел с питанием от сварочного инвертора

Конструкция такого самодельного котла довольно проста. Наиболее сложный для самостоятельного выполнения блок, требующий знаний основ электроники и электротехники - высокочастотный преобразователь. Его функцию отлично выполняет сварочный инвертор современного типа, способный выдавать выходной сигнал с частотой 20-50 кГц.

Кроме этого для монтажа потребуются:

медная проволока в эмалевой изоляции диаметром 1-1,5 мм;
изолированный провод с клеммами для подключения обмотки к инвертору;
обрезки проволоки из нержавейки диаметром 3-5 мм, длиной 5 см;
мелкая сетка из нержавейки;
отрезок водопроводной трубы из шитого полиэтилена или полипропилена для систем ГВС и отопления с диаметром 50 мм и толщиной стенки 8,4 мм, длина - 1 м;
переходники с трубы 50 мм на трубы, задействованные в существующей или проектируемой системе отопления, тройник для подключения аварийного клапана и два шаровых вентиля;
полосы текстолита для крепления обмотки;
эпоксидный клей для изоляции обмотки;
корпус самодельного котла, его можно сделать из распределительного металлического или пластикового шкафа, в который можно установить инвертор и закрепить нагревательный элемент.

Последовательность сборки и монтажа элементов:

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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Устанавливают теплообменник в шкаф, закрепив его на кронштейны из термостойкого не проводящего ток материала. Можно использовать текстолит.
Подключают нагреватель к системе и заполняют ее водой.
В нижнюю часть шкафа ставят инвертор. Подключают к нему клеммы и включают его в сеть. Производят запуск котла и настройку режима.

Корпус шкафа из металла необходимо обязательно заземлить!

Из индукционной плитки

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

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

Однако, этот способ имеет существенные недостатки:

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

Ошибки в устройстве индукционного котла из плитки показаны в видеоролике:

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

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

Нагреватель сухого типа

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

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