Индукционный котел отопления: преимущества применения и технология изготовления своими руками

Можно ли сделать индукционный котел отопления своими руками

Необходимость получения недорогого и эффективного обогрева дома с минимальными затратами на обустройство отопительной системы, подталкивает многих потребителей к мысли заняться самостоятельно изготовлением оборудования. Ознакомившись внимательно с рабочими и конструктивными принципами устройства, можно собрать самодельный индукционный котел отопления. Главным помощником в деле станет схематическое изображение отопительной обвязки, которое нужно постоянно держать возле себя, сверяясь и уточняя по нему монтаж.

Для дома вам не потребуется прибор большой мощности. Так, для обогрева помещения площадью в 100 квадратных метров достаточно изготовить котел на 10 кВт. Он способен обеспечивать в комнатах температуру на уровне 20 градусов. К самодельному котлу можно приобрести электронный программатор рабочих режимов. С его помощью можно планировать работу индукционного аппарата на неделю вперед. Также есть возможность управлять температурным режимом на расстоянии.

Системы отопления и решение природоохранных проблем

По всему миру основным критерием выбора способа обогрева становится вопрос защиты природы. Именно поэтому во многих странах законодательно запрещено использование оборудования, загрязняющего атмосферу выбросами, содержащими токсичные вещества. У нас ограничение на применение каких-либо приборов не вводилось, хотя этот вопрос достаточно актуален.

По этой причине приветствуется установка электрооборудования для нагрева помещений, тем более интересны настолько экономичные аппараты, как инверторные.

Еще более актуальным становится использование такого оборудования при организации автономного отопления в многоквартирных домах, где сложнее обеспечить вывод продуктов горения, а проблема загрязнения стоит еще острее из-за большой плотности населения.

Устройство индукционного котла

Перед тем, как собирать индукционный котел отопления своими руками, следует понять, какие же принципы заложены в его функционировании, из чего он состоит и как работает.

Установка индукционного котла не требует от владельцев дома полной перестройки системы отопления.

Самые простые модели котлов функционируют по принципу электрического индуктора, который состоит из двух обмоток:

• Первичной.
• Вторичной.

Первичный контур, в основном, служит для того чтобы преобразовывать электрическую энергию в вихревой ток. Магнитное поле, которое создано ими, направляется на вторичную обмотку.

Вторичная обмотка – это нагревательный компонент, а также корпус котла, она вырабатывает тепло, которое передается жидкому носителю тепла, циркулирующему в отопительной системе.

В корпус входят следующие компоненты:

• Сердечник.
• Внешний контур.
• Электроизоляция.
• Теплоизоляция.

Принцип действия индукционного котла

Заметим, что именно такой нюанс, как корпус котла – и является самым важным элементом, по которому различают самодельные и промышленные индукционные котлы отопления. Промышленные котлы имеют цилиндрическую обмотку, а самодельные – тороидальную. Она делается из медной проволоки, окружает корпус из ферримагнитной стали, толщина стенок – более 1 см. Такая конструкция позволяет значительно уменьшить вес устройства и его линейные габариты, однако при этом – увеличить КПД.

Если мы сравним самодельный индукционный котел отопления и традиционный котел, который работает на газу или на жидком топливе, то следует выделить несколько нюансов:

• Двойное нагревание теплоносителя;
• Сокращение времени нагревания в два раза;
• Низкий уровень инерции;
• Магнитная индукция, которая появляется, не дает накипи образовываться на стенках;
• Не требуется производить специализированную чистку и обслуживание.

Расходы на строительство и эксплуатацию отопительной системы с электрическим котлом

В настоящее время многие собственники частных домовладений склоняются к использованию именно электрических систем отопления. Для этого есть сразу несколько причин:

• отсутствие развитых сетей газоснабжения вблизи строящегося или уже эксплуатируемого строительного объекта.
• практичность и простота управления;
• доступность и сравнительно небольшая стоимость отопительных котлов.

Запланировав строительство системы отопления, «сердцем» которой является электрический котел, собственники частных домовладений прекрасно осознают будущие эксплуатационные расходы. Речь идет о высоких расходах электроэнергии на нагрев жидкого теплоносителя. Это неизбежность, с которой столкнется каждый, кто решился на установку, на первый взгляд, недорогого электрического котла.

К сведению: электрический котел, обладающий минимальным функционалом и способный обогреть дом площадью 100 м², можно купить сегодня за 5000…8000 руб. Но так ли «демократичны» расходы на организацию отопительных систем с электрическими котлами? Рассмотрим пример:

• стоимость вполне себе заурядного электрического котла – 8000 руб., стоимость же хорошего брендового оборудования в среднем составляет 40000 руб.;
• покупка расходных материалов и дополнительного оборудования (полотенцесушители, трубы, фитинги и т. д.) для дома с указанной площадью обойдется примерно в 45000 руб. (это усредненная стоимость, которая может отличаться в зависимости от амбиций производителя);
• стоимость выполнения монтажных работ – 64000 руб. (расценки электронного сервиса подбора мастеров).

Итого: 149 тыс. руб.

Как видим, размеры затрат на установку радиаторов, насосов и другого оборудования полностью уничтожают тот оптимизм, который у хозяина дома может возникнуть по причине низкой стоимости электрических котлов отопления.

Теперь посчитаем затраты на обогрев помещений. Средний уровень энергопотребления системы с электрическим котлом отопления в холодное время года составляет 116 кВт в сутки (речь идет о домах площадью 100 м²). Минимальная стоимость одного кВт*ч. электроэнергии во втором полугодии 2020 года для Московского региона составляет 3,77 рублей. Это данные по одноставочному тарифу для частных домов, расположенных на территории садоводческих и других некоммерческих объединений (информация взята с официального сайта АО «Мосэнергосбыт»). Другие категории потребителей оплачивают электроэнергию по более высоким тарифам.

После несложных математических расчетов получаем: минимальная стоимость расходов на электрическое отопление равна 13119 руб. в месяц.

Важные рекомендации по сборке

При сборке «индукционника» следует учесть, что располагать его желательно вертикально. Такая компоновка обеспечит более равномерный прогрев и циркуляцию теплоносителя

Стоит принимать во внимание, что самодельный агрегат получится больше по габаритам и тяжелее, чем ТЭНовый. Это накладывает определенные ограничение на выбор места установки

В самодельном котле необходимо предусмотреть элементы защиты от превышения давления и завоздушивания. Первое может привести к разрыву трубопроводов, а второе — к перегреву конструкции и возгоранию. Давление контролируют сбросными клапанами или электроконтактными манометрами, а за наличием теплоносителя внутри агрегата следят специальные датчики.

Если у мастера есть необходимый запас знаний в области электроники, то, после проработки нескольких конструкций, можно получить хороший котлоагрегат. Однако большинство умельцев выбирают более простые пути решения поставленной задачи. Кроме того, может помочь в сборке индукционного котла отопления своими руками в частном доме видео процесса, записанное опытными электронщиками.

Устройство и принцип работы котла

Индукционный электрокотел или вихревой индукционный нагреватель (ВИН) предназначен для преобразования электрической энергии в тепловую. Первичная обмотка образует вихревые токи, создающие индукционное магнитное поле, в котором и происходит преобразование. Полученная тепловая энергия отправляется на вторичную обмотку, служащую в качестве нагревательного элемента. Ее задача состоит в передаче тепла непосредственно теплоносителю (воде, маслу, антифризу).

В индукционный котел отопления входят следующие элементы:

1. сердечник – проводник энергии, создаваемой магнитным полем;
2. индукционная катушка, создающая вихревые токи;
3. теплоизоляция, ограждающая котел от теплопотерь;
4. изоляционный кожух, защищающий агрегат от утечки электричества;
5. верхний подающий и нижний отводящий патрубки.

Принцип работы индукционных котлов

Принцип работы индукционных котлов основан на трансформации электромагнитной энергии, которую производит индукционная катушка, в тепловую. При помощи магнитного поля, катушка нагревает сердечник, который в свою очередь отдает тепловую энергию теплоносителю, проходящему внутри сердечника.

В конструкции котла отсутствуют элементы нагревания, которые могли бы выйти из строя. Сердечник, сделанный их высококачественной стали толщиной 5-7 мм рассчитан на работу в течении 35-40 лет.

Такие качества как надежность и долговечность делают этот вариант отопительной системы популярной среди потребителей.

Конструкция индукционного котла

Отопительная система на основе индукционного котла состоит из:

• Индукционного нагревателя;
• Циркулярного насоса;
• Радиаторов отопления (либо теплого пола, теплого плинтуса и т.д.);
• Мембранного бака;
• Пульта управления;
• Группы безопасности.

Советы по эксплуатации

При использовании такого котла важно исключить образование накипи. Для этого многие домовладельцы используют специальные жидкости

Если не учитывать эту особенность, то образовавшиеся отложения негативно скажутся на теплоотдаче агрегата. Так, накипь в полмиллиметра сокращает тепловую отдачу примерно на 10%. Чем толще слой отложений, тем меньше будет теплоотдача.

Если вы изготавливаете подобный отопительный аппарат самостоятельно, то первый переходник понадобится прикрепить при помощи сварки, а второй просто присоединить при помощи резьбы.

Если вы решили купить готовый аппарат, а не делать его своими руками, то вам надо узнать толщину его стального сердечника. Чем толще будут стенки, тем дольше данная составляющая не будет подвергаться появлению ржавчины. В качественном индукционном аппарате в качестве теплового носителя может выступать не только вода, но и антифриз, масло и прочие составы на нефтяной основе.

Учтите, что подавать высокочастотный ток на такой котел можно только после включения циркуляционного насоса и полного заполнения агрегата тепловым носителем. Если вы хотите получить максимальный эффект от индукционного котла (как самодельного, так и покупного), то вам следует подключить их группой и эксплуатировать по очереди либо одновременно.

Подбирая котел конкретной мощности, вам нужно рассчитать ее таким образом: на 1 кв. м площади потребуется 60 ватт. Если в жилище, где вы собираетесь установить агрегат, люди не живут постоянно, то этот показатель можно и уменьшить.

Благодаря компактным габаритам индукционный котел можно установить, например, на кухне. Чтобы спрятать оборудование, следует использовать обычный короб либо навесной шкафчик с заранее прорезанными отверстиями, предназначенными для труб. Индукционный аппарат можно установить и в гараже. Если строение имеет небольшую площадь, то допустимо сформировать маленькую обвязку. Для прогрева подобных помещений вполне хватит одного радиатора. Целиком вся отопительная конструкция может занять меньше квадратного метра.

В следующем видео вас ждет изготовление эффективного и экономичного индукционного обогревателя своими руками.

Чтобы обеспечить теплый и уютный комфорт своего загородного дома, человек, в первую очередь, задумывается о том, каким способом обогреть свое жилище. Прежде всего, это касается выбора отопительного оборудования.

Главными критериями выбора отопительных агрегатов являются эффективность их использования, а также минимум затрат за оплату энергоносителей.

Исходя из этих критериев, многие люди считают, что наиболее оптимальным оборудованием для частного дома являются газовые котлы и электрические. Но об эффективности их использования смело можно поспорить в силу того, что газ и электричество постоянно дорожают, а это, в свою очередь, никак не удешевляет затраты на обогрев жилища.

Мы же предлагаем вам ознакомиться с таким альтернативным вариантом обогрева загородного дома, как использование индукционного отопления. Поэтому, в этой статье мы подробно расскажем об индукционном котле и его технических характеристиках, а также опишем процесс создания этого агрегата своими руками.

Преимущества индукционного отопления

По причине того, что не все люди готовы использовать в быту плохо знакомые устройства, отдавая предпочтение системам, известным своей продуктивностью и качеством давным-давно, часто они отбрасывают вариант самодельного индукционного котла, даже не узнав о его преимущественных особенностях:

Стоимость. Несмотря на то, что на покупку системы нужно будет изрядно потратиться, не говоря уже о растратах на обслуживание, а заводские установки стоят недешево, собрать нагревательный аппарат самостоятельно — отличный вариант для хорошей экономии. Такой агрегат можно установить на уже функционирующую систему отопления, что в разы понизит ваши затраты на обслуживание. Кроме того, самодельный индукционный колет, при правильной сборке, не потребует постоянной чистки, замены комплектующих, как в случае с заводскими моделями.
Мощность. Учитывая то, что в специализированном магазине предлагаются системы с разной мощностью работы, самодельному аппарату также можно обеспечить разную силу подачи горячего воздуха. Данный показатель в основном зависит от величины катушки и может варьироваться от 3 кВт до 70 кВт. Поэтому если вам требуется отопление большого производственного помещения, несколько индукционных котлов, сделанных своими руками и поставленных в ряд, выполнят задачу со 100%-процентной эффективностью.
Безопасность. Наиболее волнующий вопрос, который останавливает некоторых домовладельцев перед сборкой индукционного котла своими руками

Важно понять, что аппарат, сделанный самостоятельно, при соблюдении всех правил, описанных ниже, будет абсолютно безопасным. Надежность вашей модели и заводской будет существенно отличаться, причем в вашу пользу.

Монтаж и правила эксплуатации

Если правильно сделать индукционный котёл, он будет служить на протяжении долгих лет, однако следует соблюдать правила эксплуатации и качественно выполнить монтаж оборудования. В процессе проведения работ следует помнить о таких нюансах:

• Дополнительно нужно установить мотор для принудительной циркуляции теплоносителя. Система отопления должна быть закрытой. Только в таких условиях можно использовать самодельные индукционные агрегаты.
• Индукционные котлы, которые были изготовлены в домашних условиях, могут безопасно обслуживать отопительную систему, где разводка сделана из пластиковых труб.
• При монтаже котла следует выдерживать расстояние от прибора до стен, потолка и пола, чтобы избежать возможных неприятностей в процессе эксплуатации.
• Чтобы из системы имел возможность выходить лишний воздух, следует установить подрывной клапан на патрубок.

Изготовление вихревого котла требует гораздо больше времени, усилий, знаний и материалов, зато обогревать помещения он будет более эффективно, потребляя при этом малое количество электроэнергии.

Изготовленный своими руками индукционный котёл прослужит на протяжении четверти века, если обеспечить ему необходимые для эффективного функционирования условия. Сделать его просто, а производительность мало в чём уступает покупному оборудованию, поэтому такие приборы считаются одним из лучших вариантов для обслуживания отопительных систем.

Инверторное отопление

Системы отопления, работающие от электросетей, имеют много положительных характеристик. Простота установки такого оборудования в том, что электричество есть в любом строении. Для того чтобы установить инверторное отопление дома, не нужно оформлять разрешительных документов. Также гиперинверторная система отопления позволяет экономить площадь

Обратите внимание на цену. Стоимость оборудования инверторного отопления существенно ниже иных отопительных систем

Котел можно заменить инвертором, он гораздо дешевле.

Как работает инверторное отопление своими руками? Электричество поступает в котел через ТЭН. Позаботьтесь о защите оборудования от порчи и утеплите строение, чтобы минимизировать потери тепла. Принцип работы инверторного котла таков, что в нем постоянно вырабатывается индукционный ток. В случае отключения электричества в сети котел способен работать от аккумулятора. Котел состоит из двух частей – магнитной части и теплообменника.

Составные части инверторного котла

Чем так хорош инверторный котел? В связи с тем, что он не имеет в своем строении нагревательного элемента, это делает его более практичным в эксплуатации. Благодаря тому, что в систему встроен насос, энергоноситель прогревается быстрее. Нет больших требований к подбору топлива.

Однако не стоит забывать, что при всех положительных характеристиках можно найти и недостатки. Инверторный котел стоит намного дороже ТЭНа. Также сам по себе котел достаточно объемный и не подойдет для помещений с малой площадью. Чтобы выставлять заданную температуру или уменьшать показатели, нужно встраивать в котел систему автоматической регуляции.

Принцип работы устройства

Если сравнивать индукционный котел с классическими обогревательными аппаратами, становится очевидно, что он расходует электроэнергию гораздо бережнее и эффективнее. При современных ценах на коммунальные услуги такое устройство является отличным способом сэкономить без ущерба комфорту.

Огромным преимуществом индукционного котла отопления является его абсолютная экологичность и безвредность для здоровья людей и животных. Во время работы он не выделяет токсичных веществ или сильных излучений (не сильнее, чем обычная кухонная микроволновка), поэтому подобные модели активно используются сторонниками эко-жизни.

Самая простая конструкция индукционного котла представляет собой электрический преобразователь, состоящий из двух частей:

1. Первичная обмотка находится внутри и направлена на преобразование электроэнергии в вихревые токи. Она отправляет получившееся вихревое поле к вторичной внешней части.
2. Вторичная обмотка служит нагревательным элементом и корпусом индуктора одновременно. Она принимает электромагнитное поле от внутренней обмотки и передает ее теплоносителю. В качестве теплоносителя может быть вода, антифриз, масло или любая другая электропроводящая среда.

Также в составе конструкции присутствуют патрубки, которые вводят холодный теплоноситель и отводят его после нагревания. Соответственно, для одного индукционного котла нужно два патрубка. Если вы вознамерились сделать такое устройство своими руками, то «холодный» патрубок нужно устанавливать на вводный участок магистрали, а «горячий» — в подающую точку водопровода.

Внешняя обмотка, как мы уже сказали, является одновременно и корпусом индуктора. Но помимо нее имеется также сердечник с двойной стенкой, электроизоляция и слой утеплителя. Основное отличие промышленных и бытовых котлов отопления заключается в устройстве корпуса. В промышленных моделях он оснащен цилиндрической обмоткой, в бытовых – тороидальной из медного провода, намотанного на трубы из ферромагнитной стали с толщиной стенок больше 10 мм. Такая конструкция позволяет значительно снизить массу самого устройства, сделать его более компактным и одновременно повысить производительность. Из-за отсутствия теплопотерь теплоноситель получает практически 100% энергии.

Устройство индукционного котла:

1. Вода или масло подается в нагревающую часть через «холодный» патрубок.
2. Электрический ток идет к внутренней обмотке.
3. Образуется напряжение, возбуждающее вихревые токи.
4. Эти токи идут к внешней обмотке и прогревают сердечник.
5. Из-за быстрого нагрева сердечника очень скоро прогревается весь участок, а полученное тепло воздействует на теплоноситель.
6. Разогретый теплоноситель идет по «горячему» патрубку и обогревает помещение.

Поскольку отвод горячего теплоносителя осуществляется непрерывно, индукционный котел просто не может перегреться. В этом отношении он является полностью безопасным. Еще одним немаловажным достоинством считается отсутствие нагревательных поверхностей у такого прибора, которые очень «любят» ломаться или об них можно обжечься. Разъемные соединения здесь не используются, а потому исключена возможность протечек. Накипи в котле также не образуется, потому что он постоянно вибрирует. Вибрирует не значит шумит – индукционный котел совершенно бесшумный, и его можно устанавливать в любом помещении.

Подытожит тему эффективности и простоты работы индукционного котла видеоролик ниже:

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.

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.

На нашем сайте есть еще одна инструкция по изготовлению индукционного прибора, который можно использовать для подогрева теплоносителя в системе отопления. Чтобы ознакомиться с процессом сборки индукционного нагревателя, переходите по этой ссылке.

Подведем итоги

Индукционные котлы отопления в Украине начали использовать еще в конце восьмидесятых годов прошлого столетия на промышленных предприятиях. Разработка бытовых вариантов началась примерно в середине девяностых. За прошедшие десятилетия электрические обогреватели неоднократно изменялись, модернизируясь и совершенствуясь.

На сегодняшний день индукционные приборы составляют достойную конкуренцию газовым и ТЭНовым котлам. Торговая сеть предлагает множество моделей, различающихся по техническим параметрам и стоимости. Цена бытовых приборов начинается от 25 тысяч рублей. Промышленные котлы стоят значительно дороже – свыше 100 тысяч. Изготовление термогенерирующего аппарата своими руками позволит вам значительно сократить расходы на обустройство домашнего отопления.

Что ни год, то кризис. “Бедный” русский хозяин мечтает о таком устройстве, которое способно экономить денежки и давать тепло. Голь на выдумки хитра, мы можем все и индукционный котел отопления своими руками – без проблем! Только расскажите, что это такое?

Заключение

Индукционный водонагреватель может работать от однофазного, а также трехфазного электропитания. Кроме того, вы сможете позволить себе роскошь: постоянную подачу горячей воды в любое время в течение дня.

Кроме того, это выгодное устройство, так как имеет интегрированную систему. В этом проточном водонагревателе первый литр воды нагревается до 40С в течение нескольких минут. Технически несложное оборудование, разработанное своими руками. Подогреватель воды от индукции не только даст вам хороший контроль температуры, но также позволит регулировать мощность, которую он потребляет.