Индукционное отопление частного дома своими руками

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

Схема индукционного нагревателя

Благодаря открытию М. Фарадеем в 1831 году явления электромагнитной индукции в нашей современной жизни появилось множество устройств, нагревающих воду и другие среды. Мы каждый день пользуемся электрочайником с дисковым нагревателем, мультиваркой, индукционной варочной панелью, поскольку реализовать это открытие для быта удалось только в наше время. Ранее оно использовалось в металлургической и других отраслях металлообрабатывающей промышленности.

Заводской индукционный котел использует в своей работе принцип воздействия вихревых токов на металлический сердечник, помещенный внутрь катушки. Вихревые токи Фуко имеют поверхностную природу, поэтому есть смысл задействовать в качестве сердечника полую металлическую трубу, сквозь которую протекает нагреваемый теплоноситель.

Принцип действия индукционного нагревателя

Возникновение токов обусловлено подачей на обмотку переменного электрического напряжения, вызывающего появление переменного электромагнитного поля, меняющего потенциалы 50 раз в секунду при обычной промышленной частоте 50 Гц. При этом индукционная катушка выполнена таким образом, чтобы ее можно было подключить к сети переменного тока напрямую. В промышленности для такого нагрева используют токи высокой частоты – до 1 МГц, поэтому добиться работы устройства при частоте 50 Гц достаточно непросто.

Толщина медной проволоки и количество витков обмотки, которую используют индукционные нагреватели воды, рассчитано отдельно для каждого агрегата по специальной методике под требуемую тепловую мощность. Изделие должно работать эффективно, быстро нагревать протекающую по трубе воду и при этом не перегреваться. Предприятия вкладывают немалые средства в разработку и внедрение подобных продуктов, поэтому все задачи решены успешно, а показатель КПД нагревателя составляет 98%.

Помимо высокой эффективности особо привлекает скорость, с которой происходит нагрев протекающей через сердечник среды. На рисунке представлена схема работы индукционного нагревателя, сделанного в заводских условиях. Такая схема применена в агрегатах известной торговой марки «ВИН», выпускаемых Ижевским заводом.

Схема работы нагревателя

Долговечность работы теплогенератора зависит только от герметичности корпуса и целостности изоляции витков провода, а это получается достаточно большой период, производители декларируют – до 30 лет. За все эти достоинства, которыми в действительности обладают данные аппараты, надо выложить немалые деньги, индукционный нагреватель воды – самый дорогой из всех видов отопительных электроустановок. По этой причине некоторые умельцы взялись за изготовление самодельного прибора с целью задействовать его в отоплении дома.

Делаем сердечник

В роли сердечника выступает обычная полимерная труба, изготовленная из сшитого полиэтилена или полипропилена. Эти сорта пластмасс выдерживают максимально высокую температуру. Пропускной диаметр трубы-сердечника должен равняться 50 мм, а толщина стенок не может быть меньше 2,5-3 мм. Тогда эту деталь можно использовать в роли калибра, на который навивают медную проволоку, формируя индуктор.

Приблизительная схема индукционного нагревателя отображена на этой картинке.

Нагревательным элементом такого котла будет наполнитель полимерного сердечника – рубленые отрезки нержавеющей проволоки диаметром 7 мм. Причем длина их не может быть менее 5 см.

Принцип работы системы индукционного отопления

Образование тепловой энергии из электрической — главная задача как заводского, так и самодельного агрегата. Он с сумасшедшей скоростью повышает температуру теплоносителя, что отправляет ТЭНы на лавку запасных.

Основой или сердцем системы является индуктор с двумя способами обмотки:

  • первичная — преобразовывает электрическую энергию в вихревые токи, направляя их на вторичную;
  • вторичная — корпус и нагревательный элемент отдает вихревые токи теплоносителю.

За счет простоты своей конструкции изготовленный своими руками индукционный колет может ни разу не сломаться за всё время своей работы. Также многие потребители данных агрегатов не хотят заниматься их изготовлением из-за возможности появления накипи. Но вибрации, возникающие при работе системы, предотвращают его образование. Эти моменты более чем важны, ведь здоровье самодельной системы полностью лежит на ваших плечах.

Чертеж самодельного котла на твердом топливе: как правильно изготовить

Тем, кто решил самостоятельно собрать котлоагрегат, следует заранее продумать его компоновку и составить рабочие чертежи всех деталей, которые будут участвовать в сборке. Если нет возможности или времени на составление эскизного проекта, можно воспользоваться готовыми наработками, которые выложены в открытый доступ в интернет мастерами, занимающимися изготовлением котлоагрегатов. Но компоновка оборудования может отличаться от требуемой, и в структуру отопителя всё равно придётся вносить изменения.

Читайте также:  Выбираем правильно бензиновый генератор для газового котла

Твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром для дома — лучшая разновидность для организации экономного и малозатратного обогрева дома. В общем случае агрегат состоит из:

  • топки;
  • проёма для загрузки топлива;
  • зольника;
  • системы воздуховодов;
  • дымохода;
  • дверок топки и зольника;
  • водяного теплообменника;
  • элементов системы управления;
  • подводящего и отводящего патрубков.

Один из лучших вариантов изготовления котла — сделать его корпус из стальной трубы или обечайки газового баллона либо воздушного ресивера. Для этого подбирают детали нескольких типоразмеров, чтобы они вставлялись одна в другую. Зазор между стенками должен находиться в пределах 4-6 см. Меньшее расстояние приведёт к тому, что вода будет быстро нагреваться и вскипать. Процесс парообразования будет сопровождаться повышенным шумом. Увеличивать расстояние нерационально: одновременно с этим растет материалоёмкость, вес агрегата и количество воды, которую также надо прогреть.

К сведению!

Диаметр подводящих и отводящих патрубков должен быть не меньше 40 мм. Если планируют организовать циркуляцию воды за счёт теплового расширения, проходное сечение увеличивают до 50 мм.

Для обеспечения безаварийной работы котлоагрегата, на него устанавливают приборы безопасности и элементы автоматизации или управления. В первую очередь отопительный контур оснащают расширительным баком для компенсации температурного расширения воды. На выходе устанавливают «группу безопасности» — манометр, предохранительный клапан и воздухоотводчик. Дополнительно необходимо предусмотреть монтажное место для размещения термометра.

Идея №– Более мощный аппарат

Чтобы сделать мощный индукционный котел своими руками, необходимо всего лишь уметь пользоваться сваркой. На самом деле технология сборки не слишком сложная и с ней сможет справиться любой электрик-самоучка, в чем Вы и убедитесь после прочтения.

Итак, из материалов Вам понадобятся:

  • два куска металлической трубы различного диаметра;
  • медная эмалированная проволока;
  • два переходника под трубы отопления (для подачи и обратки);
  • теплоизолирующий кожух;
  • трехфазный инвертор.

Чертеж самодельного нагревателя выглядит следующим образом:

Как Вы видите, одну трубу нужно вварить внутрь другой, чтобы получился полый бак в виде цилиндра. Также с помощью сварочного аппарата нужно «врезать» два патрубка в емкость для подачи холодной воды и вывода горячей к отопительной системе.

Далее, как показано на схеме выше, необходимо намотать медный провод на корпус индукционного котла. Намотка, как Вы понимаете, будет служить нагревательным элементом и, контактируя с теплоносителем, будет нагревать его. Поверх созданной конструкции необходимо натянуть теплоизолирующий чехол, после чего открыть подачу воды и испытать систему.

Рекомендуем также просмотреть наглядную видео инструкцию по сборке похожего аппарата в домашних условиях:

Ну и напоследок советуем Вам ознакомиться с мастер-классом по изготовлению индукционного котла из плитки:

Вот мы и предоставили 2 варианта конструкции самодельного индукционного котла, нагревающего воду за счет воздействия электромагнитного поля. Надеемся, что Вы теперь знаете, как сделать нагреватель из подручных средств дома, т.к. обе технологии были «разжеваны» от А до Я!

Похожие материалы:

  • Как сделать электродный котел своими руками
  • Как сделать автономное отопление квартиры электричеством
  • Как правильно сделать скрутку проводов

Действительно ли можно сэкономить на индукционном нагреве

Популярность использования оборудования в быту обусловлена неплохой экономией электроэнергии. При установке на кухне плит, работающих по методу индукции, у владельца исчезает необходимость включения вентиляции, т.к. окружающее пространство практически не прогревается. Нагревательная поверхность не требует сложной очистки, поскольку она выполнена из стекла.

Из-за увеличенной скорости нагрева продолжительность работы системы сокращается, что тоже позволяет сэкономить на электричестве.

Альтернативные варианты для самостоятельного изготовления

Помимо твердотопливных и электрических котлов для самостоятельного изготовления подходит целый ряд альтернативных отопительных агрегатов:

  1. Индукционные котлы
Читайте также:  Какие теплые полы лучше под плитку: отзывы и советы

Представляют собой трансформаторы, состоящие из первичной и вторичной обмотки. В таком котле электроэнергия на внешней обмотке преобразовывается в вихревой ток, а созданное магнитное поле передаётся на внутреннюю, которая отдаёт энергию теплоносителю.

  1. Конденсационные котлы

Сохраняют тепловую энергию конденсата, поэтому считаются более эффективными, чем газовые и даже твердотопливные. Конденсация пара происходит в теплообменнике со специальной конструкцией – именно она обеспечивает таким котлам 15-20% преимущество по КПД перед традиционным газовым оборудованием.

  1. Жидкотопливные котлы

Такие агрегаты испаряют отработку, после чего сжигают её пары. Получаемая таким образом энергия передаётся на теплообменник, который нагревает тепловой агент отопительной системы. Оборудование этого типа имеет два существенных недостатка – низкий КПД и большое количество выделений в атмосферу.

  1. Комбинированные котлы

Это оборудование является универсальным в применении, однако для его самостоятельного изготовления понадобиться недюжинная сноровка и отличные знания принципов работы различных видов отопительной техники. Отдельные компоненты таких агрегатов могут стоить достаточно дорого, но в целом комбинированные котлы способны окупиться за не более чем 5-6 сезонов.

Схема индукционного котла отопления Отопительный котёл конденсационного типа Схема дизельного котла отопления Комбинированный отопительный котёл

При изготовлении котла любого типа необходимо руководствоваться требованиями правил безопасности и действующих в отношении выбранной вами категории отопительного оборудования стандартов.

Схема обвязки котла

Прежде чем подключить оборудование, необходима схема обвязки электрического котла отопления дома. Главное в данной схеме – наличие электропитания. Просчитывается она в зависимости от предполагаемой системы теплоснабжения (двух либо одноконтурной) и мощности котельного аппарата. Надо сказать, что схема подключения электрического котла отопления чем-то схожа с установкой газовых приборов. Но имеет ряд отличий. Важно помнить о некоторых моментах, которые влияют на качество и надежность работы обогревательного оборудования, чтобы избежать частых поломок во время эксплуатации. Надо сказать, что обвязка электрического котла отопления – это его подключение к системе теплоснабжения

Для этого используются специальные элементы. При обвязке надо учитывать способ циркуляции теплоносителя по контуру. Электрокотел нужно монтировать в самой нижней точке конструкции. Это необходимо для того, чтобы обеспечить максимальный прогрев всех радиаторов. Нагнетающая труба должна располагаться над батареями на минимальной высоте

Надо сказать, что обвязка электрического котла отопления – это его подключение к системе теплоснабжения. Для этого используются специальные элементы. При обвязке надо учитывать способ циркуляции теплоносителя по контуру. Электрокотел нужно монтировать в самой нижней точке конструкции. Это необходимо для того, чтобы обеспечить максимальный прогрев всех радиаторов. Нагнетающая труба должна располагаться над батареями на минимальной высоте. Для установки ТЭНа, его нужно просто вкрутить по резьбе. Чтобы стык был герметичным, следует воспользоваться прокладками из жаростойкой резины. Манометр и термометр также устанавливаются достаточно просто. Подключать ТЭН к сети питания лучше через отдельный автомат в распределительном щитке. В завершении следует протестировать установку на наличие неисправностей. Для этого обогревательный контур нужно заполнить водой и включить ТЭН.

Таким образом, разработав на электрический котёл отопления своими руками чертежи, подготовив все необходимые инструменты и материалы, можно легко смастерить надежный отопительный агрегат. В итоге будет получен эффективный обогрев частного дома при минимальных затратах финансовых средств.

  • Как залить воду в открытую и закрытую систему отопления?
  • Популярный напольный газовый котел российского производства
  • Как грамотно спустить воздух из радиатора отопления?
  • Расширительный бачок для отопления закрытого типа: устройство и принцип действия
  • Газовый двухконтурный настенный котёл Навьен: коды ошибок при неисправности

Рекомендуем к прочтению

Котел отопления своими руками: необходимые чертежи и особенности изделий Самодельные котлы отопления на твердом топливе: пошаговая инструкция сборки и особенности Как сделать индукционный котел своими руками? Сконструированный своими руками котел отопления

2016–2017 — Ведущий портал по отоплению. Все права защищены и охраняются законом

Копирование материалов сайта запрещено. Любое нарушение авторских прав влечет за собой юридическую ответственность. Контакты

Особенности вихревого индукционного котла

С принципом работы индукционного отопительного прибора мы уже знакомы. Существует его разновидность: вихревой индукционный котел или ВИН, действующий несколько иначе.

Читайте также:  Как сделать гидравлический расчет системы отопления?

Отличительные черты ВИН

Как и индукционный аналог, он работает от высокочастотного напряжения, поэтому обязательно оборудуется инвертором. Особенность ВИН устройства заключается в том, что вторичная обмотка у него отсутствует.

Ее роль выполняют все металлические детали прибора. Их обязательно изготавливают  из материалов, которые проявляют ферромагнитные свойства. Таким образом, когда на первичную обмотку устройства поступает ток, резко возрастает напряженность электромагнитного поля.

Оно в свою очередь генерирует ток, сила которого стремительно увеличивается. Вихревые токи провоцируют перемагничивание, в результате которого все ферромагнитные поверхности очень быстро, почти мгновенно, разогреваются.

Вихревые устройства достаточно компактны, но за счет использования металла, их вес велик. Это дает дополнительное преимущество, поскольку все массивные элементы корпуса принимают участие в теплообмене. Таким образом КПД агрегата приближается к 100%.

Эту особенность устройства нужно учитывать, если принято решение самостоятельно изготовить котел ВИН. Он может быть выполнен только из металла, пластик использоваться не должен.

Основное отличие вихревого индукционного котла заключается в том, что его корпус выступает в роли вторичной обмотки. Поэтому его всегда изготавливают из металла

Как собрать вихревое индукционное устройство?

Как мы уже знаем, такой котел отличается от своего индукционного аналога, однако, изготовить его самостоятельно так же несложно. Правда, теперь понадобятся навыки сварочных работ, ведь устройство должно быть собрано только из металлических деталей.

Для работы понадобится:

  • Два одинаковых по длине отрезка металлической толстостенной трубы. Их диаметры должны быть разными, так, чтобы одну деталь можно было поместить в другую.
  • Обмоточная (эмалированная) проволока из меди.
  • Трехфазный инвертор, можно от сварочного аппарата, но максимально мощный.
  • Кожух для теплоизоляции котла.

Теперь можно приступать к работе. Начинаем с изготовления корпуса будущего котла. Берем трубу большего диаметра и вставляем внутрь вторую деталь. Их нужно вварить одну в другую так, чтобы между стенками элементов осталось некоторое расстояние.

Получившаяся деталь в разрезе будет напоминать баранку. В качестве основания и крышки корпуса используется стальной лист толщиной не менее 5 мм.

В результате получаем полый бак цилиндрической формы. Теперь нужно врезать в его стенки патрубки под трубы подачи холодной и отводе горячей жидкости. Конфигурация патрубка и его диаметр зависят от труб отопительной системы, возможно, дополнительно понадобятся переходники.

После этого можно приступать к намотке проволоки. Она аккуратно, под достаточным натяжением наматывается на корпус котла.

Принципиальная схема самодельного индукционного котла вихревого типа

Собственно, нагревательным элементом будет служить намотанная проволока, поэтому корпус прибора желательно закрыть теплоизоляционным кожухом. Так удастся сохранить максимум тепла и, соответственно, увеличить КПД устройства и сделать его безопасным.

Теперь нужно врезать котел в отопительную систему. Для этого теплоноситель сливается, отрезается нужный по длине участок трубы и на его место вваривается прибор.

Осталось только запитать отопительный прибор и не забыть подключить к нему инвертор. Устройство готово к эксплуатации. Но прежде, чем провести испытания, нужно заполнить магистраль теплоносителем.

Вы не знаете, какой теплоноситель выбрать для заполнения контура? Рекомендуем ознакомиться с характеристиками различных теплоносителей и рекомендациями по выбору оптимального типа жидкости для отопительного контура.

Только после закачки теплоносителя в систему проводить пробный пуск.

Сначала нужно запустить прибор на минимальной мощности и внимательно отследить качество сварных швов. Если все в порядке, мощность увеличиваем до максимума.

Как работает индукционная печь?

Первое, что вы должны уяснить — это отсутствие необходимости согласования с различными учреждениями, если речь идет об электрическом котле. С газовым вариантом немного сложнее

Как работает индукционная печь?

Как работает индукционная печь?

Чтобы получить тепло от индукционной версии отопления необходимо создать условия для его передачи от энергоносителя к потокам воды. В обычных электрических котлах этим занимаются ТЭНы.

Как работает индукционная печь?

Как работает индукционная печь?

Но они отличаются существенным недостатком — потребляют слишком много энергии. А вот принцип работы индукционного отопления заметно отличается.

Как работает индукционная печь?

Как работает индукционная печь?

Дело в том, что все строится на основе электромагнитного индуктора. Он создается с помощью двух обмоток — они направлены на выполнение определенной функции:

Как работает индукционная печь?
  • Первичная характеризуется формированием из полученного напряжения — вихревого потока;
  • Вторичная выражена воздействием электромагнитного поля на образование нагревания и передачу тепловой энергии к теплоносителю.
Как работает индукционная печь?

Как работает индукционная печь?