Индукционное отопление частного дома своими руками

Как выполнить индукционный котел собственными руками

Электромеханические котлы отопления возникли в продаже не так давно и сразу составили конкуренцию привычным электрическим бойлерам с Трубчатыми нагревателями. При похожих размерах и используемой мощности электромеханические нагреватели способны намного быстрее прогреть систему, также, они как правило будут работать в системах с плохим качеством носителя тепла и реже просят обслуживания. Использовав знания в электротехнике и смекалку, можно создать индукционный отопительный котел собственными руками.

Рабочий принцип

В основе действия индукционных котлов и прочих приборов с функцией нагрева данного типа лежит способность проводящих ток материалов разогреваться под воздействием вихревых токов, создаваемых в результате электромагнитной индукции.

Источником индукции служит высокочастотный электрический ток, проходящий по первой обмотке прибора нагрева, сделанной в виде катушки. ТЕН, помещенный в середину катушки, роль играет вторичной короткозамкнутой обмотки. В нем происходит переустройство электромагнитной энергии в тепловую.

Вихревые токи появляются и при промышленной частоте 50 Гц, но результативность нагревателя при этом будет не большая, а работа прибора будет сопровождаться крепким гулом и вибрацией. При повышении частоты до 10 кГц и выше шумовой фон пропадает, вибрация становится неощутимой, а нагрев увеличивается.

Устройство

Заводской индукционный котел состоит из сердечника, роль которого играет трубный змеевик, около какого намотана тороидальная обмотка, подключенная к высокочастотному преобразователю. При прохождении по обмотке тока формируется переменое электромагнитное поле, из-за которого появляются вихревые токи, проходящие через сердечник.

Обмотка подсоединена к высокочастотному преобразователю, в котором сигналом с управляющего блока формируется ток нужной частоты. Современные котлы имеют большой уровень автоматизации, дающий возможность не только создать подходящий режим нагрева носителя тепла, но и выключить устройство в случае опасной ситуации.

В середине сердечника-теплообменника находится тепловой носитель. Под влиянием вихревых токов он нагревается до больших температур. За счёт разницы между температурой носителя тепла при входе и на выходе, из котла циркуляция носителя тепла по системе происходит постоянно, даже без подсоединения насоса. Благодаря этому электромеханические котлы можно применять в системах с естественной и принудительной циркуляцией.

Носителем тепла бывает как вода, так и антифриз, тосол, масло. Качество жидкости при этом значения не имеет: систематическая вибрация системы, неощутимая человеком, выполняет невозможной осаждение накипи и прочих примесей на стенках теплового контура.

Оболочка с внешной стороны — корпус из металла, оборудованного системой тепловой и электрозащитной изоляции.

Форма котла бывает разнообразной, как и способ его установки: благодаря отсутствию бачка в середине котла его габариты в большинстве случаев невелики, а масса не будет больше 50 кг.

Индукционный котел нельзя даже краткосрочно включать в работу без наполнения системы носителем тепла! Может случиться перегрев котла и выход из строя его компонентов!

Положительные качества:

• Большой коэффициэнт полезного действия. Многие производители называют цифры 95-98%;
• Широкий модельный выбор разной мощности на однофазное напряжение

220 В или трехфазное

380 В;

Не лишены нагреватели и минусов, наиболее значимый из которых — большая стоимость. Данный момент в большинстве случаев побуждает рачительного хозяина собрать рукодельный индукционный котел из материалов которые всегда под рукой и приборов. Не обращая внимания на сложность процессов, происходящих в котлах данного типа, можно сделать конструкцию, не отстающую по ключевым показателям от котла промышленного изготовления, и выполнить индукционный котел собственными руками.

Котел с питанием от инверторного сварочного аппарата

Конструкция подобного самодельного котла неимоверно проста. Самый трудный для самостоятельного выполнения блок, требующий знаний основ электроники и техники на электрическом ходу — высокочастотный преобразователь. Его функцию прекрасно исполняет аппарат инверторного типа нового типа, способный выдавать выходной сигнал с частотой 20-50 кГц.

Помимо прочего для установки понадобятся:

• проволока из меди в эмалевой изоляции диаметром 1-1,5 мм;
• отделенный провод с клеммами для подсоединения обмотки к преобразователю напряжения;
• обрезки проволки из нержавеющей стали диаметром 3-5 мм, длиной 5 см;
• небольшая сетка из нержавеющей стали;
• отрезок трубы водопровода из шитого полимерного этилена или полипропилена для систем ГВС и теплоснабжения с диаметром 50 мм и стенка имеет толщину 8,4 мм, длина — 1 м;
• переходники с трубы 50 мм на трубы, примененные в существующей или проектируемой отопительной системе, тройник для подсоединения аварийного клапана и два шаровых вентиля;
• полосы текстолита для крепежа обмотки;
• клей на эпоксидной основе для изолирования обмотки;
• корпус самодельного котла, его можно создать из распределительного металлического или пластикового шкафа, в который можно поставить преобразователь напряжения и зафиксировать ТЕН.

Очередность сборки и монтажа компонентов:

1. На отрезок полимерной трубы диаметром 50 мм при помощи эпоксидного клея прикрепляют 4 полосы из текстолита шириной 8-10 мм, отступив от кончиков трубы по 70-100 мм. На них будет намотана обмотка. Для закрепления крайних витков обмотки в текстолите можно создать пазы.
2. Наматывают 50-100 витков проволоки из меди в эмалевой изоляции. Витки должны находиться приблизительно через 0,3-0,6 мм на равном расстоянии. Точное кол-во витков зависит от диаметра применяемого провода и его удельного сопротивления, а еще выходных показателей преобразователя напряжения.
3. Во время установки самодельного котла в помещении для жилья рекомендуется сделать тороидальную обмотку для уменьшения внешнего электромагнитного поля. Тороидальная обмотка состоит из одного и того же количества встречно направленных витков, при этом электромагнитные потоки обоюдно возмещаются и проходят исключительно по внутреннему контуру.
4. В середину трубы с одного ее конца вставляют сетку из нержавеющей стали и плотно набивают ее с другой стороны частями нержавеющей проволки — она будет разогреваться под влиянием вихревых токов. Нержавеющую сталь лучше всего применять для того, чтобы на протяжении какого-то времени не случилось коррозионное разрушение проволки, но в теории подойдёт любой токопроводящий металл, также проволока-катанка. Второй конец трубы также закрывают сеткой.
5. На два конца трубs напаивают полипропиленовые переходники на диаметр, эксплуатируемый в системе отопления. На них устанавливают краны шаровые, разрешающие закрыть циркуляцию и снять трубный змеевик для ревизии.
6. Со стороны верхнего выходного переходника устанавливают аварийный клапан для сброса давления.
   Обмазывают обмотку эпоксидным клеем для оснащения высококачественной электроизоляции обмотки. Изготовление клея рекомендуется исполнять с меньшим отступлением от инструкции, добавив на 10-15% меньше отвердителя. Это выполнит изоляцию менее хрупкой.
7. Прикрепляют к выводам обмотки провода в изоляции при помощи обжимных клемм. Второй конец провода обязан быть оборудован клеммами для подсоединения к преобразователю напряжения. Диаметр проводов должен держать самый большой выходной ток преобразователя напряжения.
8. Устанавливают трубный змеевик в шкаф, закрепив его на спайдерные крепежи из термоустойчивого не проводящего ток материала. Можно применять текстолит.
9. Подсоединяют нагреватель к системе и наполняют ее водой.
10. В нижнюю часть шкафа ставят преобразователь напряжения. Подсоединяют к нему клеммы и включают его в сеть. Делают пуск котла и настройку режима.

Корпус шкафа из металла следует обязательно заземлить!

Из индукционной плитки

Индукционный котел можно создать также на основе индукционной плитки. Для этого разбирают ТЕН плитки и применяют провод из меди для намотки на сердечник, сделанный вышеуказанным способом.

Блок управления плиткой применяют для питания получившейся обмотки, выставляя достаточную мощность на сенсорной панели управления.

Однако, данный вариант имеет серьёзные недостатки:

• Для удачной работы подобного самодельного котла следует рассчитать параметры индуктивности вновь собранной катушки. Они могут не совпасть с теми, на который рассчитана электроника плитки, благодаря чему блок управления может поломаться. Для расчетов необходимо владеть неплохими познаниями в области техники на электрическом ходу и уметь разбираться в схеме подсоединения;
• Большинство моделей плит оборудовано автоматизированным отключением через 2-3 часа после начала работы конфорки. Это может привести к регулярному отключению котла;
• Плитки индукционного типа в большинстве случаев имеют мощность не больше 2,5 кВт, благодаря этому годятся исключительно для переделки на котел небольшой мощности.

Ошибки в устройстве индукционного котла из плитки показаны в видео обзоре:

Самый распространенный вариант применения индукционной плитки, исключающий разборку устройства и процесс установки новой схемы — установить на неё герметичный бачок из нержавеющей стали нужного размера с входным и выходным соединительным эелементом с резьбой и подключив его в качестве котла в систему обогрева. С подобной схемой подсоединения справиться фактически каждый.

Если есть наличие соответствующих знаний и умения разбираться в схемах можно последовать примеру автора видеоролика и собрать практический индукционный котел из плитки, доработав его схему.

Нагреватель сухого типа

Рабочий принцип индукционного котла подразумевает применение воды или остальной жидкости не только в виде теплоносителя, но и для охлаждения сердечника. Но нагрев вторичной обмотки, роль которой в данном устройстве играет труба с водой, случится и в том случае, если она окажется состоять исключительно из металла.
Нагревательная степень в данном случае зависит от соотношения силы электромагнитного поля, создаваемого обмоткой, и массы металла сердечника. Произведя расчеты, можно сделать сухой индукционный нагреватель собственными руками из труб сделанных из металла и медной обмотки, как это показано в видео.

Применение индукционного котла обойдется не очень дорого, чем обыкновенного электрического бойлера с Трубчатыми нагревателями, и рукодельная конструкция даст возможность существенно снизить расходы на его установку. Точно также можно собрать бойлер проточного типа для установки на дачном участке, выбрав устройство требуемой мощности.

Хороший и высокопроизводительный прибор. Индукционный отопительный котел собственными руками: специфики, схема

Индукционный отопительный котел, изготовленный собственными руками – хороший вариант, который сможет помочь практично отопить приватный дом, жилую площадь либо нежилое здание.

Такие же аппараты имеют высокую продуктивность и несложный вид конструкции. Рабочий принцип этой системы построен на индукционной электрической энергии.

Хорошими качествами прибора нагрева являются детали, входящие в состав, которые могут выдержать чрезмерные нагрузки. Опасности скорых неполадок отопительного котла минимальны. И еще в проекте рассматриваемого аппарата отсутствуют разъёмные соединения, это обеспечивает отсутствие протечек. Котёл для отопления, изготовленный собственными руками, функционирует тихо, что предоставляет шанс его установить в комфортном месте.

Устройство индукционного котла для отапливания приватного дома

Оборудование предназначается для изменения электрической энергии в тепловую энергию при помощи аппарата.

Электромеханические агрегаты способны быстро сделать больше температуру носителя тепла в отличии от Нагревательных элементов трубчатого типа. Неотъемлемой частью устройства считается преобразователь электрической энергии (индуктор), который состоит из двух вариантов обмотки.

В середине образуется ток, какой имеет вихревой вид, потом энергия поступает на короткозамкнутый виток, служащий одновременно корпусом. Когда вторичная обмотка получает большое количество энергии, которая очень быстро превращается в тепло, нагревающее тепловой носитель.

Этот компонент является неотъемлемым элементом устройства, в котором возникает переменое магнитное поле, состоит устройство из 2-ух типов обмотки — вторичной и первичной. Делается из нержавеющей проволки на пластиковом корпусе. Аналогичный способ повышает результативность и продуктивность агрегата. Чтобы выполнить корпус аппарата понадобится толстая труба из пластика диаметром 5 сантиметров. Она послужит для основы индукционной катушки и станет частью теплопровода.

Этот элемент принимает бытовой вид электрической энергии и превращает в ток высокой частоты. После этого энергия поступает на первичную обмотку индуктора.

ТЕН

Для заготовки потребуется две трубы из металла, которые имеют диаметр 2.5 см. Изделия следует сварить между собой, сделав форму детали круглой. Механизм будет служить не только ТЕНОМ, но и сердечником котла.

Фото 1. Индукционный котел, изготовленный собственными руками. В середине конструкции размещен ТЕН.

Один отрезок трубы служит для поступления носителя тепла в котёл, второй для подачи воды которая нагрелась в систему обогрева.

Справка. Принцип расчёта индуктора зависит от требуемой мощности котла для обогревания помещения. Формула расчёта: 1 кВт на 10 метров квадратных площади помещения, при потолочной высоте, не превышающих трёх метров. К примеру, помещение общей площадью 160 м 2 отопит индукционный котёл с мощностью 16 кВт.

Механизм действия теплоснабжения из индукционной плитки

Конструкция котла основывается на электрических индукторах, в их состав входят 2 обмотки короткозамкнутые. Внутренняя обмотка видоизменяет поступающую электрическую энергию в вихревые токи. В середине агрегата появляется электрическое поле, поступающее после на второй виток.

Вторичный компонент действует как нагревательное звено агрегата теплоснабжения и корпуса котла.

Передаёт появившуюся энергию на тепловой носитель системы для отопления. В роли тепловых носителей, которые предназначены для таких котлов, используют специализированное масло, отфильтрованную воду или незамерзающую жидкость.

На внутреннюю обмотку нагревателя действует электрическая энергия, которая содействует возникновению напряжения и образования вихревых токов. Полученная энергия передаётся вторичной обмотке, после этого нагревается сердечник. Когда случился нагрев всей поверхности носителя тепла, он передаст поток тепла отопительным приборам.

Как самому выполнить прибор

Индукционный котёл можно сделать собственными руками, основное следовать изложенной ниже инструкции.

Необходимые материалы и материалы

• Кусачки, плоскогубцы.
• Циркуляционный насос.
• Преобразователь напряжения сварочный.
• Краны шаровые и переходники понадобятся во время монтажа агрегата к системе отопления.
• Медная, стальная или нержавеющая проволока. Лучше купить современные материалы, так как обмотку со устаревших катушек лучше не использовать. Сечение провода, которое подойдет для обмотки отрезка трубы — 0.2 мм, 0.8 мм, 3 мм.
• Отрезок пластиковой трубы — корпус конструкции.

Порядок проведения работ

Для сборки обычного индукционного котла не потребуется использовать специальные инструменты и дорогие материалы.

Все что потребуется — инверторный аппарат инвертированного типа. Ключевые и пошаговые этапы изготовления:

1. Стальную либо нержавеющую проволоку порезать с помощью кусачек на отрезки от 5 до 7 см.
2. Труба из пластика для сборки корпуса аппарата с диаметром 5 см. Трубу следует плотно заполнить нарезанными кусками проволки и положить её таким образом, чтобы в середине не было пустого места.
3. На торцевых частях трубы фиксируется мелкочастотная сетка из металла.
4. Короткие отрезки труб фиксируются в верхней и нижней части ключевой трубы.
5. Трубу плотно обмотать медной проволокой, кол-во витков не менее 90. Между виточками нужно выполнять одинаковое расстояние.

Важно! Все открытые участки проволоки из меди необходимо изолировать особенными материалами, которые имеют хорошую электро- и проводимость тепла. Индукционный котёл просит обязательного заземления.

1. К корпусной части нагревателя подключаются специализированные переходники, предназначающиеся для врезки в отопительные или водопроводные конструкции.
2. Ставится байпас.
3. К готовой катушке подсоединяется инвертирующий компонент на 18—25 А.
4. Система отопления готова к наполнению носителем тепла.

Внимание! Не запускайте отопительный котел, если в конструкции отсутствует тепловой носитель. В противоположном случае выполненный из пластика материал корпуса начнёт плавиться.

В конце концов выходит дешевый, несложный аппарат, который станет прекрасно обогревать обслуживаемое помещение.

Для установки индукционной системы подходит отопительная закрытая конструкция с насосом, который станет создавать движение воды по замкнутому контуру в водопроводе.

Трубы, выполненные из пластика, также подходят для установочных работ при подсоединении самодельного устройства отопления.

Во время установки в первую очередь нужно соблюдать расстояние до предметов, которые находятся вблизи. По правилам безопасности от отопительного агрегата до прочих предметов и стен должно быть примерно тридцать сантиметров и больше, от потолка и пола 80 см и больше. Рекомендуется у выводного отрезка трубы установить прибор чтобы провести измерения давления жидкости в закрытом пространстве и ручной кран Маевского.

Как присоединить котел собственными руками, схема

1. Источник непрерывного тока 220 V.
2. Индукционный котёл.
3. Группа компонентов безопасности (прибор чтобы провести измерения давления жидкости, кран Маевского).
4. Шар-кран.
5. Циркулярный насос.
6. Фильтр сетчатый.
7. Бачок мембранный для водообеспечения.
8. Отопительный прибор.
9. Указатель линии наполнения и слива системы для отопления.

Фото 2. Схема подсоединения индукционного котла к отопительной системе. Числами обозначены части конструкции.

Нужное видео

Взгляните видео, в котором говорится, как самому выполнить котел отопления индукционного типа.

Ключевые доводы в пользу этой технологии

Важное преимущество самостоятельного изготовления индукционного котла — это удобство монтажа, который производится везде где будет угодно, индивидуальное помещение не потребуется. К примеру, вырезается часть трубы, расположеная недалеко к входу отопительного прибора, и фиксируется прибор для нагрева. Индукционный аппарат теплоснабжения выполнить собственными руками весьма не легко, но экономия в работе и отсутствие необходимости в добавочном обслуживании — рентабельные качества конструкции.

Как подобрать индукционный отопительный котел приватного дома

Плюсы индукционных котлов

Принципиально индукционный котел собой представляет индуктор (преобразователь электрической энергии) с 2-мя видами обмотки. Появляющиеся вихревые токи идут за короткозамкнутый виток, являющийся корпусом котла. Вторичная обмотка при этом получает энергию, которая превращается в тепло, нагревающее тепловой носитель.

Электромеханические котлы для отапливания приватного дома имеют следующие преимущества:

• предоставляют двойной нагрев носителя тепла;
• быстро греют дом;
• для работы применяют сеть постоянного и переменного тока;
• не просят специализированного помещения для установки;
• как правило будут работать при невысоком напряжении;
• не имеют деталей, выходящих из строя;
• не представляется возможной утечки носителя тепла;
• не образовывают накипи;
• пожаробезопасны;
• КПД около 100%, не зависит от эксплуатационного периода;
• дают возможность подобрать тепловой носитель (вода, антифриз, масло);
• имеют гарантию изготовителя до двадцати пяти лет;
• устанавливаются владельцем дома без вовлечения профессионалов.

Какой индукционный котел лучше подобрать

Изготовители рекомендуют два типа индукционных котлов — однофазные м трехфазные. Большинство моделей котлов выпускаются с пультами управления. Выбор индукционного котла выполняется в расчете мощности 60 ватт на 1 кв. м обогреваемой площади. Если например дом не предназначается для долгого проживания, то указанную норму мощности можно сделать меньше до 50 ватт. При площади дома 120 кв.м в данном случае следует ставить индукционный котел мощностью 60 кВт.

По впечатлениям потребителей, основным минусом индукционных котлов считается их большая стоимость — подобные котлы значительно дороже ТЭНовых. Однако в этом случае высокая стоимость данного оборудования оправдана: электромеханические котлы работают намного дольше ТЭНовых, которые образовывают накипь и резко теряют в отдаче тепла.

Сравнительные расчеты рабочие эффективности ТЭНовых и индукционных котлов говорят о том, что разница в цене возмещается в первый же год эксплуатации индукционного котла. При этом чем холоднее сезон теплоснабжения, тем быстрее подобный котел оправдается.

Результативность индукционного котла и расход электрической энергии дают возможность считать его энергосберегающим оборудованием. Одновременно с хорошими качествами индукционных котлов потребители отмечают необходимость утепления жилья — лишь в данном варианте можно рассчитывать на большую эффективность работы оборудования.

На фото мой выбор — индукционный котел ЭПО Эван 9,45 кВт

Сколько стоит индукционное теплоснабжение приватного дома

Посчитаем месячные расходы на теплоснабжение индукционным котлом дома площадью 200 кв.м. Для обогревания подобной площади необходимо будет купить котел мощностью: 200 х 60 = 12 кВт.

Расходы на теплоснабжение в течении месяца составят:

С = М х В х Д х Т, где:

• М — котельная мощность;
• В — рабочее время в день (10 часов) в цикличном режиме;
• Д — количество дней в месяце (30);
• Т — тарифная стоимость электрической энергии, зависящая от региона (примем образно говоря 3 руб/кВт ч).

Подставив значения, получаем расходы — 10 800 рублей в течении месяца.

КПД индукционных котлов не меняется на протяжении всего эксплуатационного периода, т.е. расходы на теплоснабжение останутся регулярными на протяжении всего служебного срока котла. По впечатлениям домовладельце, пользующихся для отапливания дома ТЭНовыми котлами, после первого года эксплуатации рабочую эффективность в связи с образованием накипи падает на 10%, а в дальнейшем она уменьшается намного больше.

Как выполнить индукционное теплоснабжение приватного дома собственными руками

Индукционный котел можно выполнить своими руками. Рассмотрим два вида изготовления подобного агрегата.

Индукционный котел из инверторного сварочного аппарата и пластмассовых труб

Для изготовления котла потребуются:

1. высокочастотный аппарат инверторного типа с плавной регулировкой тока мощностью 15 ампер;
2. катанка из нержавеющей стали или отрезки проволки стальной длиной 50 и диаметром 7 мм для ТЕНА;
3. труба из пластика толстостенная, диаметр внутри чуть меньше 50 мм;
4. проволока из меди для обмотки.

К корпусу из трубы фиксируются отрезки трубы поступления холодного и выхода нагретого носителя тепла. Пространство внутри заполняется частями проволки и закрывается с обеих сторон сеткой из металла. Индукционную катушку необходимо выполнить, намотав на трубу из пластика эмалированный провод из меди (приблизительно 90 витков). Рукодельное индукционное устройство подсоединяется к сети на место вырезаного участка трубы.

Индукционный котел из аппарата для сварки

Для производства котла потребуются:

1. инверторный аппарат;
2. трехфазный преобразователь электрической энергии.

Более детально о производстве и подсоединении индукционного котла обращаете внимание на видео в конце страницы.

Пару рекомендаций по процессу установки

• Ставить сделанные устройства необходимо на безопасном расстоянии от стен и прочих приборов (не меньше 30 см), от потолка и пола (не меньше 80 см);
• Группу безопасности (воздушный клапан для предохранения, прибор для определения величины давления) лучше расположить у выходного отрезка трубы;
• Индукционный котел необходимо обязательно заземлить.

Схема подсоединения индукционного котла к отопительной системе

Часть 2. КОТЕЛ из СВАРОЧНОГО ИНВЕРТОРА.