Как сделать простой индукционный нагреватель для отопления

Экология потребления.Усадьба:Стремительный рост цен на энергоносители, используемые тысячелетиями (твердое топливо, газ), привел людей к постоянному поиску альтернатив системам отопления, которые бы могли показать эффективную работу и значительную экономию. Благодаря данной статье вы узнаете, как сделать индукционный котел отопления своими руками, не потратив при этом много сил, времени, а главное финансов.

Особенности конструкции

Котел индукционного типа использует вихревые токи Фуко для нагрева металлического корпуса и сердечника. Образуются они при прохождении тока через индукционную катушку, а вода нагревается при контакте с сердечником и корпусом. Таким образом, происходит двойной нагрев теплоносителя, что позволяет немного снизить расходы электроэнергии. В традиционных моделях с ТЭНами нагревательный элемент разогревается, когда ток проходит через проводник с высоким сопротивлением. Теплоноситель закипает на его поверхности, это приводит к образованию накипи и преждевременному выходу ТЭНа из строя. В индукционном котле нет такой большой разницы температуры между нагревательным элементом и теплоносителем, поэтому процесс нагрева идет без образования накипи.

Все товары

Подготовка материалов

Блок питания для индукционного котла.

Чтобы в процессе работы не отвлекаться на поиск необходимых материалов и деталей, лучше подготовить их заблаговременно. Для изготовления индукционного котла понадобится следующее:

  1. Пластиковая труба, которая будет выполнять роль корпуса насоса.
  2. Проволока из нержавеющего металла или стальная для устройства нагревательного элемента.
  3. Краны и переходники, чтобы осуществить подключение котла к отопительной системе.
  4. Инвертор от сварочного аппарата, который безупречно преобразует поступающую электроэнергию в 220 вольт.
  5. Циркуляционный насос, обеспечивающий бесперебойное движение теплоносителя по системе отопления.

Из инструментов необходимы только кусачки и плоскогубцы.

Важные рекомендации по сборке

Планируя самостоятельную сборку индукционного котла, учитывайте, что она потребует от вас наличия навыков использования сварочного аппарата и трёхфазного трансформатора.

Однако применение индукционного котла самостоятельной сборки ограничено. Он пригоден только для монтажа в закрытых обогревательных системах с принудительной циркуляцией воздуха. Разводка при этом может быть выполнена только трубами из пластика или пропилена.

Обезопасить систему можно установкой подрывного клапана. Он избавляет котёл от ненужного воздуха и нормализует рабочее давление.

При установке котла следует обратить внимание, чтобы он по возможности не соприкасался с какой-либо поверхностью. Оптимальным считается расстояние около 30 см. Это обезопасит вас от распространения последствий при возникновении непредвиденных ситуаций вроде перегрева.

Подпишитесь на наши Социальные сети

Особенности вихревого индукционного котла

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

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.

Особенности электрических теплогенераторов

Из-за высокого энергопотребления (более 4кВт) для данного отопительного оборудования необходимо заранее сделать электрический ввод необходимой мощности, для того чтобы предотвратить возникновение аварии на линии.

Читайте также:  Делаем садовые печи барбекю своими руками

Приборы, чья мощность не превышает 6 кВт необходимо однофазное питание, а оборудование, чей предел мощности выше 6 кВт – трехфазное. Питание оборудования осуществляется от стандартной электрической сети, мощностью 220 В.

1кВт мощности электрокотла способен обогреть 10 м2 помещения. Исходя из этих данных, можно предполагать, что для отопления жилища 250 м2  потребуется оборудование мощностью 25 кВт.

Для того чтобы обогреть дом, площадью примерно 100 м2 , необходимо оборудование мощностью не менее 10 кВт. Таким образом, после подключения котла на остальные приборы отводится всего лишь 5 КВт. Для того чтобы увеличить лимит потребления, нужно добиться специального разрешения.

Как правило, изготовленный своими руками электрокотел, представляет собой обрезок трубы, внутрь которой встроена электрофурнитура. Это довольно удобно, в особенности, если сделать отопительные агрегаты съемными, благодаря чему обслуживание техники станет значительно проще.

В случае если агрегат разместить не в трубе, а оборудовать отдельным корпусом, тогда есть возможность для монтажа дополнительных датчиков, которые автоматизируют работу отопительной системы, повысят КПД и снизят потребление электричества. Кроме того, в случае необходимости замены котла, это можно будет осуществить без нарушения целостности контура системы.

Разберемся в особенностях и технологиях, как сделать электрокотел каждого типа.

Варианты самодельных устройств

Но для отопления помещений конструкция не подойдет по причине малой мощности. В интернете есть два реальных варианта, чьи испытания и работа засняты на видео:

  • водонагреватель из полипропиленовой трубы с питанием от сварочного инвертора либо индукционной кухонной панели;
  • стальной котел с нагревом от той же варочной панели.

Справка. Существуют и другие, полностью самодельные конструкции, где преобразователи частоты умельцы собирают с нуля. Но для этого нужны знания и навыки в области радиотехники, поэтому рассматривать их мы не будем, а просто приведем пример такой схемы.

Теперь давайте подробнее разберем, как делаются индукционные нагреватели своими руками, а главное, — как они потом функционируют.

Изготавливаем нагревательный элемент из трубы

  1. Внутрь трубы из полипропилена диаметром 40 мм и длиной 50 см наталкиваются металлические ершики для мытья посуды (можно рубленую проволоку — катанку). Они должны притягиваться магнитом.
  2. К трубе припаиваются отводы с резьбами для подключения к отопительной сети.
  3. Снаружи вдоль корпуса приклеиваются 4—5 стержней из текстолита. На них наматывается провод сечением 1.7—2 мм² со стеклоизоляцией, применяющийся в сварочных трансформаторах.
  4. Варочная панель разбирается и «родной» индуктор плоской формы демонтируется. Вместо него подключается самодельный нагреватель из трубы.

Важный нюанс. Длину и сечение провода для намотки катушки следует определять по штатному индуктору печки, чтобы она соответствовала мощности полевых транзисторов в электросхеме. Если взять больше провода, то упадет мощность нагрева, меньше – перегреются и выйдут из строя транзисторы. Как это выглядит визуально, смотрите на видео:

Как нетрудно догадаться, роль нагревательного элемента здесь играют металлические ершики, находящиеся в переменном магнитном поле катушки. Если запустить варочную панель на максимум, одновременно пропуская через импровизированный котел проточную воду, то ее удастся нагреть на 15—20 °С, что и показали испытания агрегата.

Поскольку мощность большинства индукционных плит лежит в пределах 2—2.5 кВт, то с помощью теплогенератора можно обогреть помещения общей площадью не более 25 м². Есть способ увеличить нагрев, подключив индуктор к сварочному аппарату, но здесь есть свои сложности:

  1. Инвертор выдает постоянный ток, а нужен переменный. Для подсоединения индукционного нагревателя аппарат придется разобрать и найти на схеме точки, где напряжение еще не выпрямлено.
  2. Нужно взять провод большего сечения и подобрать число витков путем расчета. Как вариант, медную проволоку Ø1.5 мм в эмалевой изоляции.
  3. Понадобится организовать охлаждение элемента.

Испытания показали, что агрегат требует доработки, но конечный результат, к сожалению, неизвестен. Похоже, что умелец оставил проект незавершенным.

Как собрать индукционный котел

В этом случае дешевую китайскую плиту разбирать не нужно. Суть в том, чтобы сварить по ее размерам котловой бак, руководствуясь пошаговой инструкцией:

  1. Возьмите стальную профильную трубу 20 х 40 мм с толщиной стенки 2 мм и нарежьте из нее заготовок по ширине панели.
  2. Сварите трубки между собой по длине, стыкуя меньшими сторонами.
  3. Сверху и снизу к торцам герметично приварите железные крышки. Сделайте в них отверстия и поставьте патрубки с резьбами.
  4. К одной из сторон прикрепите сваркой 2 уголка, чтобы они образовали полку для индукционной печки.
  5. Покрасьте агрегат термостойкой эмалью из баллончика. Подробнее процесс сборки показан в видеоролике.
Читайте также:  Виды уличных печей для приготовления мяса

Окончательная сборка и запуск заключается в монтаже котла на стену и его врезке в систему отопления. Варочная панель вставляется в гнездо из уголков на задней стенке бака и подключается к электросети. Остается заполнить систему теплоносителем, стравить воздух и включить нагрев индуктора.

Здесь вас подстерегает та же проблема, что встречалась с предыдущей моделью. Несомненно, индукционный нагрев будет работать, но его мощности 2.5 кВт хватит для обогрева парочки небольших комнат при морозе на улице. Осенью и весной, когда температура не опустилась ниже нуля, самодельный котел сможет отопить площадь 35—40 м². Как его правильно подключить к системе, смотрите в очередном видеосюжете:

Индукционный котел своими руками

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

Индукционный

ТЭН

Мощность

Отапливаемая площадь

Стоимость

Мощность/кол-во ТЭН

Отапливаемая площадь

Стоимость

3 кВт

30-40 м2

220-415$

3 кВт/1 ТЭН

20-35 м2

80-100$

3 кВт/3 ТЭН

30 м2

180$

4 кВт

50-60 м2

230-420$

5 кВт/2+3 ТЭН

50 м2

300$

5 кВт

50-65 м2

240-525$

6 кВт/3 ТЭН

60 м2

150$

7 кВт

70-80 м2

300-695$

7 кВт/1 ТЭН

50-70 м2

150$>

Первый способ изготовления индукционного котла

Для изготовления простейшего котла потребуется:

  • Пластиковая толстостенная труба d = 50мм.
  • Стальная сетка с мелкой ячейкой.
  • Проволока из нержавеющей стали d=6мм.
  • Медная проволока с эмалевой или лаковой изоляцией d=1,5мм
  • Текстолит.
  • Эпоксидный клей.
  • Две заглушки на трубу.
  • Шаровые краны, патрубки.
  • Инвертор или инверторный сварочный аппарат.
  • Ножницы по металлу (кусачки) и пассатижи.
  • Порядок работы

    Нержавеющая проволока режется на отрезки по 30 — 60 мм. Пластиковая труба с одной стороны закрывается сеткой. На полипропиленовую трубу крепят эпоксидным клеем 4 полосы текстолита шириной 10мм, отступив от концов трубы по 100мм. На этот каркас наматывается медная проволока до 100 витков с зазором 0,5мм. Для определения точного количества витков необходимо учесть диаметр проволоки, ее удельное сопротивление и характеристику инвертора. Внутрь трубы плотно укладывается резаная проволока. Второй конец тоже закрывают сеткой. Оба конца запаиваются заглушками с переходниками диаметром, равным диаметру труб системы отопления. Монтируют шаровые вентили для облегчения монтажа и демонтажа котла, ревизии или замены.

    Для изоляции обмотку обмазывают эпоксидным клеем. Концы проволоки подсоединяются к разъемам инвертора.

    Практический совет

    При подготовке клея, необходимо уменьшить количество отвердителя на 10 — 15%. Это уменьшит хрупкость изоляции. Провода лучше крепить к выводам обмотки обжимными клеммами или термоусадочными колпачками.

    Рассмотренная модель не является вершиной промышленного дизайна и далека от требований пожарной безопасности. Такой котел не предназначен для эксплуатации в отсутствии хозяев.

    Более качественный и производительный котел можно изготовить по заводской технологии. И здесь уже потребуется другой инструмент и навыки владения им.

    Второй способ изготовления индукционного котла

    Данный вариант немного сложнее предыдущего. Для изготовления потребуются:

    • Сварочный инвертор;
    • Трехфазный трансформатор;
    • Две стальные трубы разного диаметра;
    • Медная проволока с эмалевой или лаковой изоляцией d=1,5мм;
    • Две заглушки на трубу большого диаметра;
    • Шаровые краны, патрубки.

    Устройство индукционного электрического котла: 1 – металлический корпус; 2 – полость для теплоносителя; 3 – катушка индуктивности; 4 – вход теплоносителя; 5 – выход теплоносителя

    Порядок работы

    Внутренняя труба приваривается по оси в трубу большего диаметра. На наружную трубу ввариваются два патрубка для подачи и выхода теплоносителя и два донышка, чтобы получился полый бак. Затем выполняется обмотка медной проволокой по вышеописанной технологии. Аппарат помещают в изоляционный корпус.

    Практический совет

    Необходимо помнить о заземлении металлического котла и предусмотреть надежное крепление клеммы. Оптимальный вариант — приварить к корпусу болт М10.

    Данный способ изготовления индукционного котла своими руками более затратный, но этот вариант обеспечивает меньшее гидравлическое сопротивление, следовательно — более высокий КПД.

    Подробности эксплуатации можно посмотреть на этом видео:

    Третий способ изготовления индукционного котла

    Этот способ основан на использовании компонентов индукционной плиты. Практически, он не отличается от первого варианта. Разбирается нагревательный элемент и используется медный провод для намотки на сердечник. Блок управления плитой служит блоком управления мощностью обмотки нового котла.

    Читайте также:  Выбор и установка коаксиального дымохода для газового котла

    Но есть существенные недостатки.

    Индуктивность вновь собранной обмотки будет отличаться от характеристик плиты, в результате чего блок может выйти из строя. Блоки индукционных бытовых плит настроены на отключение конфорок через 3 — 4 часа после начала работ. Соответственно и котел будет отключаться с таким интервалом. Да и мощности в 2 — 3 кВт будет явно мало для обеспечения комфортной температуры.

    Этот вариант не популярен среди домашних мастеров.

    Для тех, кто не боится трудностей и хорошо владеет инструментом, предлагаем видео более сложной конструкции индукционного котла своими руками:

    На этом все, если вам понравилась статья — жмите лайк! 

    Схема простого индукционного котла

    Корпус индукционного котла одновременно является базисом индукционной катушки и участком трубопровода, в котором находится энергоноситель. Для изготовления корпуса подойдет пластиковая труба с большой толщиной стенок, а ее внутренний диаметр не должен превышать 50 мм. Подключение к отопительной системе будет выполняться при помощи переходников, которые предназначены для подачи и отводки теплоносителя.

    Запускать такую систему без теплоносителя нельзя, пластиковый корпус, разогретый до большой температуры, просто расплавится. Для повышения безопасности конструкции стоит изолировать все открытые элементы катушки. Выбор материала в данном случае можно осуществлять произвольно, но он должен иметь подходящие показатели электро- и теплопроводности.

    Правила монтажа

    • система устанавливается на 30-сантиметровом расстоянии от стен и 80-сантиметровом расстоянии от пола и потолка. Такая предосторожность обеспечит безопасное использование агрегата;
    • используются подобные системы лишь в закрытых отопительных сетях, где будет происходить принудительная циркуляция теплоносителя;
    • котел своими руками может применяться в системах с разводкой из полипропиленовых или пластиковых труб;
    • также за выводным патрубком рекомендуется установить манометр, подрывной клапан и устройство для отвода воздуха, работающее на автомате.

    На первый взгляд самостоятельная сборка индукционного котла может показаться трудной или даже нереальной задачей. Но во-первых, это вовсе не так — все намного проще и не нужно учиться на механика, чтобы воплотить задуманное в жизнь. Во-вторых, польза, которую вы будете получать от отопительной системы, оправдает все ваши труды и затраты. Минимум материалов, качественная сборка, сохранность семейного бюджета и долговечная работа аппарата — все это стоит того, чтобы уделить несколько часов сборке индукционного котла своими руками. опубликовано  

    Ставьте ЛАЙКИ, делитесь с ДРУЗЬЯМИ!

    P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

    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.

    Принцип действия индукционных котлов

    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.