Индукционный котел отопления из сварочного инвертора

Обновлено: 08.05.2024

На рынке бытовой техники индукционный котел отопления остается новинкой, хотя популярность такого инновационного решения стремительно растет. Среди электрических окотлов на долю индукционных моделей приходится около 30%. Чем же отличается этот агрегат от своих конкурентов с обычным ТЭН-ами или электродами?

Мы расскажем все о принципе действия и уникальных преимуществах оборудования, работа которого основана на использовании индукции. В предложенной нами статье приведены и детально описаны его разновидности. Наши советы по монтажу помогут без проблем обустроить или модернизировать систему обогрева коттеджа, магазина или склада.

Особенности конструкции и эксплуатации

Индукционной котел способен вырабатывать тепло и обогревать помещения благодаря электромагнитной индукции. Это физическое явление открыл еще Фарадей во время своих опытов с цилиндрическим магнитным бруском, вокруг которого в виде спирали была намотана медная проволока.

Устройство индукционного агрегата

Современный индукционный котел отопления также включает в себя катушку индуктивности и сердечник. При прохождении через катушку переменного электрического тока возникает электромагнитное поле.

Поле порождает вихревые электрические токи, нагревающие сердечник, тепло от которого передается теплоносителю. Количество этого тепла определяется по формуле Джоуля-Ленца.

Индукционный котел отопления представляет собой сложный многокомпонентный агрегат. Чтобы лучше понять принцип работы индукционного прибора, стоит вспомнить школьный курс физики

Индукционный котел отопления состоит из двух основных частей. В одной из них, состоящей из катушки и сердечника, происходит образование магнитного поля. Вторая часть представляет собой теплообменник с рабочей жидкостью (теплоносителем).

Функцию теплоносителя выполняет обычная вода или смесь воды с этиленгликолем. Возможно использование и других жидкостей, выбор которых зависит от конкретной модели котла.

Система отопления с индукционным котлом всегда включается в закрытый контур. В монтажную схему входит и мембранный бак, необходимый для приема избытка воды, который возникает вследствие ее теплового расширения. Если такой бак не предусмотрен комплектацией, его приобретают отдельно.

Специфика использования в контурах отопления

Индукционные котлы предназначены для работы в системе с принудительной циркуляцией. Поэтому в схеме подключения обязательно должен присутствовать циркуляционный насос, стимулирующий перемещение рабочей жидкости по отопительному контуру.

Такая необходимость обусловлена относительно малыми объемами теплообменников – за счет быстрого нагрева вода в них закипает быстрее, чем возникает гравитационная циркуляция.

Индукционные котлы поставляются в комплекте с выносным блоком управления, предназначенным для автоматизации работы отопительного оборудования

В многоконтурных системах циркуляционные насосы устанавливаются на каждый контур. Если в доме работает система теплого пола, то в комплектации должны быть коллектор распределения и дополнительный насос.

Система управления котлом включает помимо терморегулятора и датчиков температуры и так называемую группу безопасности, которая призвана предотвратить перегрев, превышение давления и предел прочности деталей.

В группу безопасности обычно входит манометр, воздухоотводчики и предохранительные клапаны. Защита от скачков напряжения реализуется с помощью автоматических компонентов. Обработка отдельных деталей компаундом повышает их защищенность. Благодаря компонентам защиты обеспечивается безопасная и бесперебойная эксплуатация котла.

В схему сборки отопительной системы с индукционным котлом обязательно включают расширительный бачок и группу безопасности, предотвращающую превышение давления в замкнутом контуре

Бытовые индукционные котлы, в зависимости от номинальной мощности, работают от напряжения 220 В или 380 В при частоте тока 50 Гц. Чтобы электрокотел подключить к сети, потребуется уведомить местную энергетическую компанию (поставщика электроэнергии) и получить ее одобрение.

Подключение может быть одно- и трехфазным. Используемые для подключения электропитания провода должны имеет соответствующее сечение.

В индукционном приборе нагрев регулируется путем его циклического включения и выключения. Этому процессу помогают датчики температуры (термопара), входящие в систему управления.

Индукционный котел в разрезе с указанием направления движения теплоносителя. В холодном состоянии теплоноситель поступает через нижний патрубок и после нагрева подается через верхний патрубок в систему отопления

Пользователь устанавливает оптимальный температурный режим и котел после нагрева теплоносителя до определенной температуры автоматически выключается, а после остывания вновь включается.

Благодаря непрерывному циклу подогрева теплоносителя в отапливаемых помещениях поддерживается комфортный микроклимат. Во многих моделях данные о температуре и других рабочих параметрах выводятся на дисплей, что облегчает контроль над работой оборудования.

Опционно индукционные котлы отопления снабжаются GSM-модулями для контроля температуры в помещении и управления через смартфон из любой точки мира, где имеется интернет. Возвращаясь из отпуска или командировки, можно заранее включить систему отопления и подготовить дом к приезду

Разновидности индукционных котлов

Все модели индукционных котлов работают по одному принципу, но имеются отличия в их конструктивном исполнении. По этому критерию они условно подразделяются на несколько видов, которые будут рассмотрены далее.

Кожуховые котлы. Кожух котла имеет цилиндрическую форму. В кожухе находится катушка индуктивности. Как внутри, так и снаружи катушки проходит теплообменник.

Поступающая во входящий патрубок рабочая жидкость проходит по теплообменнику, нагревается и через верхний патрубок поступает в отопительный контур. Котлы кожухового типа в России производит НПК « ИНЭРА ». На рынке они известны под брендом SAV .

Котлы с объемными теплообменниками. Такой тип котлов еще называют индуктивно- кондуктивным . Агрегат имеет металлический корпус в виде цилиндра.

В корпусе размещена индукционная катушка с ферромагнитным стержнем, который выполняет функции теплообменника. Индуктивно- кондуктивные котлы на рынке представлены серией ВИН. Производитель – завод теплового оборудования «Альтернативная энергия».

Котлы с трубчатым теплообменником. Классические индукционные котлы имеют теплообменник в виде набора труб, огибающих катушку индуктивности. Первым на рынке был именно такой агрегат.

Индукционные котлы с инверторами. Индукционный котел может быть дополнен инвертором, в котором постоянный электрический ток аккумуляторов преобразуется в переменный высокочастотный и только потом поступает к катушке индуктивности.

Такое решение помогает получать необходимые вихревые токи для генерации тепла при отсутствии основного сетевого питания.

Использование инвертора в схеме с индукционными котлами позволяет стабилизировать поставку питания электрооборудованию и защитить его от перепадов напряжения в сети

Что нужно знать о монтаже?

В комплект поставки электротехнических приборов входит технический паспорт с подробным описанием характеристик и инструкция, где указаны правила монтажа и эксплуатации. Установку котлов необходимо выполнять согласно прилагаемому руководству.

При недочетах, например, если в системе нет насоса для принудительной циркуляции, котел может быть снят с гарантийного обслуживания. Поэтому производители рекомендуют привлекать к монтажу опытных сантехников или прошедших обучение сотрудников организации, продавшей электрооборудование.

Индукционный котел может быть встроен в уже имеющуюся систему отопления в качестве либо основного, либо резервного при параллельном подключении. Что касается места монтажа, то обязательно следует придерживаться правил, стандартных для всех электрических отопительных приборов.

Нагреватель должен находиться на расстоянии не менее 80 см от потолка и пола. Зазор со стеной должен составлять не меньше 30 см. Как любое мощное энергооборудование , индукционный котёл должен быть заземлен в соответствии с ГОСТом 12.2.007.0.

Сечение кабеля, применяемого для подключения индукционного котла, рассчитывают, исходя из мощности оборудования. Электропроводку прокладывают в кабель-каналах или в гофре

Достоинства индукционных котлов отопления

Индукционные котлы обладают многими абсолютными и сравнительными достоинствами, включая следующие:

самый высокий КПД среди всех электрокотлов ;
неизменность энергетических характеристик;
минимальные требования к теплоносителю;
повышенная надежность;
рекордно долгий срок службы;
способность работать автономно;
простой монтаж без системы вентиляции;
автоматическая система управления;
нет нужды в доставке и хранении топлива:
нагрев теплоносителя до 95 градусов;
высокий уровень безопасности.

Вывести из строя такое оборудование может только повреждение электроизоляции . Но как показывает практика эксплуатации трансформаторов, которые по своей конструкции во многом схожи с индукционными котлами, они действительно способны прослужить многие десятки лет.

По заверениям производителей, агрегаты, работающие за счет эффекта электромагнитной индукции, обеспечивают бесперебойный обогрев помещений на протяжении 100 тысяч часов, то есть 30 отопительных сезонов. При этом их мощность со временем не снижается, чего нельзя сказать про электродные и обычные тэновые котлы.

Индукционные котлы могут использоваться как в качестве основного, так и в качестве дополнительного оборудования. К примеру, готовить теплоноситель для нерегулярно используемой системы теплый пол

Те же причины, которые определяют долговечность и повышенную надежность индукционных нагревателей, одновременно снижают стоимость эксплуатации. Индукционный котел не нуждается в регулярном сервисном обслуживании и ремонте, что экономит средства.

По сравнению со многими другими видами топлива, использование электроэнергии для обогрева домов остается наиболее выгодным. Особенно это касается негазифицированных населенных пунктов.

Конструкция сертифицированного индукционного котла предотвращает короткие замыкания. Производители заявляют, что любая модель имеет наивысший класс электробезопасности . Не следует путать индукционный котел и с СВЧ-печью, так как для его работы используется другая частота электротока.

Нагревание теплоносителя в индукционном котле происходит равномерно – перепад температур в системе не больше 30°С. То есть локальные перегревы, способные привести к возгоранию, отсутствуют, что делает такие агрегаты пожаробезопасными.

Благодаря омагничиванию теплоносителя, мелкой вибрации, незаметной для окружающих и турбулентным завихрениям, в индукционных котлах практически не образуется минеральных отложений, что благоприятно сказывается на эффективности. Напомним, что толстый слой накипи замедляет скорость и эффективность нагрева теплоносителя.

Для наращивания мощности может использовать каскад из трех и более индукционных котлов с общим шкафом управления. Такое решение поможет обогреть двухэтажный особняк

Если соблюдать указанные в инструкции правила эксплуатации, то после монтажа и установки температурного режима о котле можно не вспоминать на протяжении всего отопительного сезона. В отличие от твердотопливных «собратьев», индукционные приборы не требуют регулярной загрузки дров и угля и удаления золы. Не требуется чистка труб, что отличает их от других типов электрокотлов .

Сам котел и дополнительное оборудование к нему занимает немного места и может быть установлено в помещении небольшой площади. Компоненты системы управления позволяют использовать индукционные котлы в одной связки с другим климатическим оборудованием.

Индукционные котлы можно интегрировать в интеллектуальную систему управления домашним оборудованием, именуемой «Умный дом»

Недостатки индукционных моделей

Идеальных технических решений пока не существует. Даже самое совершенное оборудование имеет свои недостатки и индукционный котёл отопления – не исключение.

Для него характерны:

высокая цена;
большой вес;
шум.

При изготовлении индукционных котлов используются дорогостоящие материалы, в том числе ферромагнетики которые реагируют на магнитное поле.

Чтобы котел выполнял свою функцию, инженеры должны точно рассчитать диаметр провода катушки, количество его витков, размер сердечника и другие параметры. Затем все эти расчеты должны быть реализованы в готовом изделии.

Таким образом, производство индукционных приборов – трудоемкий и металлоемкий процесс, что и обуславливает высокую себестоимость продукции. В то же время этот недостаток нивелируется благодаря длительному сроку службы и минимальным затратам при эксплуатации.

Компактные размеры котла сочетаются с его значительным весом, что объясняется большим количеством стальных деталей. Некоторые модели весят 40 кг. Индукционный котел при работе издает незначительный шум, но этот недостаток легко устраняется за счет шумопоглощающих прокладок, которые рекомендуется устанавливать при монтаже.

Правила подбора оборудования

При выборе модели индукционного котла главными критериями является его мощность и характеристики отапливаемого помещения. Исходят из того, что для отопления 10 кв. м. при высоте потолков до 3 метров требуется 1 кВт.

Таким образом, площадь отапливаемого помещения достаточно разделить на 10 и в результате будет получена необходимая номинальная мощность электрокотла . К примеру, для дома в 100 кв. м. потребуется индукционный нагреватель в 10 кВт.

Если нет желания с высокой точностью рассчитывать необходимую мощность котла, можно воспользоваться упрощенным вариантом. Согласно нему индукционные котлы мощностью всего в 3-4 кВт способны обогреть помещение площадью 30-40 м²

Чтобы не переплачивать за ненужную мощность и не мёрзнуть в случае её недостатка, необходимо оценить конкретные характеристики дома или другого объекта, включая материалы стен, площадь окон, наличие теплоизоляции и прочее и уже на основании этих данных выбирать отопительное оборудование.

Не мешает поинтересоваться у продавца и коэффициентом мощности, то есть соотношением активной и полной мощности выбранной модели. Этот показатель называют косинусом фи ( Сos φ) и измеряют в вольт-амперах. Он помогает определить, какая доля потреблённой электроэнергии расходуется непосредственно на нагрев теплоносителя, а какая – на генерирование магнитного поля.

Значения коэффициента мощности находятся в пределах от 0 до 1. У индукционных котлов с хорошо продуманной конструкцией Сos φ составляет 0,97-0,98 кВА , что считается отличным показателем, так как почти всё потреблённое электричество расходуется на нагрев рабочей жидкости.

Разнообразие моделей позволяет подобрать вариант для использования в качестве основного или резервного источника тепла. Мощные котлы, работающие от напряжения 380 В, способны самостоятельно обогревать дома, коммерческие и промышленные объекты большой квадратуры.

Для эксплуатации на даче или в гараже эффективный индукционный котел можно смастерить собственными руками. С подробным руководством по сборке полезной самоделки ознакомит следующая статья.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик наглядно продемонстрирует принцип действия индукционного агрегата:

Экспертное мнение о безопасности эксплуатации индукционного котла:

Видео-презентации индукционных котлов от ЗСТМ (Завода Сибирского Технологического машиностроения):

Индукционные котлы отопления обладают многими достоинствами и конкурентными преимуществами при незначительных или легко устраняемых недостатках. Насколько выгоден такой вариант для отопления конкретного дома, можно решить только взвесив все «за» и «против».

Неоспоримым фактом остается постоянный рост спроса на такое оборудование, и тенденция эта, скорее всего, сохранится и в будущем.

Хотите рассказать о собственном опыте в выборе, монтаже, эксплуатации индукционного котла? Располагаете полезной информацией по теме, которой стоит поделиться с посетителями сайта. Пишите, пожалуйста комментарии, публикуйте фото, задавайте вопросы в находящейся ниже блок-форме.

Как самому сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора

ОБОРУДОВАНИЕ

Индукционный нагреватель из сварочного инвертора представляет собой эффективный прибор с высоким КПД и несложным внутренним устройством. Устройства промышленного производства обойдутся достаточно дорого, поэтому самостоятельная сборка является неплохой альтернативой.

Описание самодельного индукционного нагревателя

Нагревательное оборудование, которое работает по принципу индукции, стремительно набирает популярность. Это обусловлено практически бесшумной работой, эффективным обогревом окружающего пространства и повышенной безопасностью в сравнении с топливными системами.

Устройство самоделки

Самодельный прибор состоит из таких частей:

Нагревательного элемента. В его качестве используется трубка из металла или полимерных материалов, которая спрятана в индукторном компоненте и содержит теплоноситель.
Альтернатора (генератора переменного ТВЧ). Устройство требуется для повышения частот бытовой сети. Оно делает их выше стандарта в 50 Гц.
Индуктора. Представляет собой цилиндрическую катушку из проволоки, которая генерирует электромагнитное поле.

Сфера применения

Принцип индукции широко применяется в таких сферах человеческой деятельности:

Металлургия. С помощью технологии производится плавка металлических заготовок.
В бытовой сфере. С помощью нагревателей выполняется готовка пищи, нагрев воды или обогрев частных сооружений.
В отдельных направлениях промышленности. Метод используется в работе индукционных печей быстрого разогрева.

Принцип работы индукционного нагревателя для металла

Под индуктором подразумевается катушка, изготовленная из медной проволоки, которая провоцирует магнитное поле. С помощью генератора переменного тока формируется высокочастотный поток из базового потока бытовой электросети с частотой 50 Гц. Роль нагревателя играет металлический элемент, поглощающий тепло. При правильном соединении таких составляющих получается эффективный прибор, который может использоваться для нагрева жидкого вещества и обогрева помещения.

Генератор направляет электрический ток с соответствующими параметрами на катушку (индуктор). Когда сквозь деталь проходит поток заряженных частиц, это вызывает формирование магнитного поля.

Индукционные нагреватели работают по принципу образования электропотоков в проводниках. Магнитное поле может менять направление электромагнитных волн. В случае взаимодействия с металлическими изделиями, оно моментально нагревает их без контакта с индуктором. Этому способствуют вихревые токи.

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.

Преимущества самодельного устройства

Нагреватели имеют несколько важных достоинств. К ним относят следующие пункты:

На поверхности агрегата не появляется накипь, поскольку при образовании вихревых токов происходит вибрация. Подобная особенность исключает дополнительные траты на очистку котлов.
Теплогенератор отличается максимальной герметичностью, даже если он изготовлен своими руками. Вероятность протечек в котлах исключается, поскольку теплоноситель прогревается внутри трубы, а тепловая энергия передается посредством электромагнитного поля. В устройстве системы не предусмотрены разъемные соединения.
Нагревательный прибор не нуждается в ремонте или обслуживании, поскольку он представляет собой трубку из меди. Для сравнения, спираль ТЭНа часто перегорает и требует замены.
Во время работы инверторного оборудования отсутствует избыточный шум. При этом агрегат создает вибрации, но их частота настолько низкая, что они практически не ощущаются.
Сборка и обслуживание системы не сопровождаются большими затратами. Это позволяет без особых сложностей и финансовых вложений соорудить обогревательный прибор в домашних условиях.

Недостатки нагревателя

Помимо положительных качеств, нагреватели индукционного типа имеют и недостатки. При размещении на небольшом расстоянии от оборудования можно получить ожоги, поскольку оно нагревает не только теплоноситель, но и окружающее пространство. В сравнении с газовыми котлами индукционные системы дороже в эксплуатации.

В число недостатков относится риск детонации из-за перегрева теплоносителя.

Проблема исключается путем монтажа датчика давления.

Что потребуется для изготовления своими руками

Для предстоящей сборки нагревателя из инверторного механизма потребуется подготовить:

Корпус будущего агрегата. Его делают из полимерной трубы диаметром 50 мм, которая устойчива к нагреву.
Нагревательный элемент. В качестве этой детали можно использовать проволоку из нержавеющего материала.
Держатель для проволочных отрезков. Это металлическая сетка с небольшим сечением ячеек.
Индукторная составляющая. Подойдет медная проволока.
Система подачи жидкости. Для этих целей используется циркуляционный насос.

Кроме того, потребуется подготовить терморегулятор и элементы подключения к отопительному контуру, к которым относятся шаровые краны и переходники.

Схемы для изготовления нагревателя

Существуют готовые чертежи для сборки нагревательного оборудования. В зависимости от технических параметров и назначения устройства они различаются.

Классическая схема нагревателя функционирует по принципу «двойного полумоста», который оснащен 4 силовыми транзисторами и изолированным затвором. Для управления транзисторами используют микросхему IR2153.

Инструкция по изготовлению индукционного нагревателя

Чтобы осуществить переделку сварочного оборудования в индукционную печь, необходимо подготовить расходные детали и инструменты. Также важно подготовить чертежи и придерживаться инструкции по сборке.

Простое изделие на основе сварочного инвертора

Для изготовления простого, но эффективного нагревателя, можно использовать сварочный инвертор. Процесс изготовления достаточно простой:

Для начала нужно взять толстостенную полимерную трубку.
С торцевой части трубы стоит установить разводку и 2 вентиля, а внутрь засыпать куски стальной проволоки небольшого диаметра и размера (5 мм).
Закрепить верхний вентиль.
Выполнить 90 витков медной проволокой для сборки индуктора.

В качестве генератора используется сварочный аппарат, а роль нагревателя играет трубка с проволокой. Аппарат устанавливается в режим переменного тока с повышенной частотой.

Чтобы система работала корректно, останется подключить медную проволоку к плюсовому значению сварки и оценить работоспособность конструкции.

В процессе нагрева происходит излучение магнитного поля и прогревание проволоки вихревыми потоками. Это вызывает закипание жидкости.

Экспериментальная модель нагревателя мощностью 1600 Вт

Для сборки экспериментального оборудования мощностью 1,6 кВт потребуется подготовить металлическую трубу с толстыми стенками. Поскольку катушка без особых сложностей сможет прогреть любой материал, можно усовершенствовать нагреватель.

Корпус можно изготовить из пластиковой трубы, которая обладает большим диаметром, чем элемент системы отопления. Оптимальная длина изделия составляет 1 м, а внутреннее сечение – 50-80 мм.

Чтобы подключить нагреватель к оборудованию, потребуется закрепить переходники сверху и снизу корпуса. Нижняя секция закрывается решеткой, а затем внутрь корпуса помещают наполнитель из небольших металлических частиц.

Длина отрезков регулируется индивидуально без особых ограничений. При этом, чем выше показатель магнитного сопротивления стали, тем быстрее будет осуществляться нагрев.

Для обмотки подходит медный провод с изоляцией сечением 1-1,5 мм. Использование более толстой проволоки неоправданно, поскольку это усложнит плотное расположение витков.

Печь для нагрева металла

Из-за повышенной пожарной безопасности метод индукции применяется в металлургии. Собрать нагреватель для обработки металлических заготовок можно из подручных средств. Для предстоящих работ потребуется подготовить:

Последующая сборка производится по такой инструкции:

На радиаторы охлаждения устанавливаются транзисторы. Во время использования прибор интенсивно нагревается, поэтому лучше подготовить крупные радиаторы.
Изготавливаются дроссели. Для их сборки применяют медную проволоку и кольца блока питания ПК. Важно следить, чтобы межвитковое расстояние оставалось идентичным на каждом отрезке.
Собирается конденсаторная батарея. Емкость элемента питания должна составлять 4,7 мкФ.
Изготавливается обмотка. Диаметр медной проволоки должен составлять 2 мм. Потребуется выполнить 8 витков, чтобы во внутреннем пространстве поместились все обрабатываемые детали.

На последнем этапе подключается аккумулятор. Ток регулируется во время изготовления печи. Для этого достаточно поменять количество витков.

Если планируется частая и интенсивная эксплуатация оборудования, лучше подготовить блок питания повышенной мощности.

Кроме того, следует предусмотреть систему отвода тепла и вентиляции, т.к. во время работы печь сильно нагревается.

Нагреватель для воды

Использование такого агрегата в частном доме позволит организовать бесперебойную подачу ГВС или обогрев помещения. Система расходует много электрической энергии, но обладает простой схемой сборки и отсутствием сложностей в обслуживании. Предстоящая сборка начинается с подготовки:

Сварочного инвертора.
Теплоизолятора (подойдет керамзит).
Проволоки из меди и стали.
Отрезка пластиковой трубы с толстыми стенками.
Трубок разного диаметра.

На первом этапе начинается изготовление котла. Его можно соорудить из 2 трубок разного сечения, которые вставляются друг в друга с выдерживанием зазора 20-25 мм.

Дальше производится приваривание концов колец и подсоединение к общей системе отопления. Во внешнюю стенку нужно вварить выходную и входную трубки.

Затем изготавливается обмотка, которая в точности повторяет форму котла. Всего нужно выполнить 35-40 витков, соблюдая равное межвитковое расстояние.

На последнем этапе собирается защитный корпус, который делается из диэлектрического материала, и подключается инверторный аппарат и теплоноситель.

Правильно собранная конструкция сможет прослужить в течение 20-25 лет без ремонта и замены расходных деталей.

Особенности эксплуатации самоделки

При благополучной сборке индукционного устройства нужно научиться правильно его использовать. Каждая система представляет опасность, т.к. не умеет автоматически регулировать интенсивность нагрева теплоносителя. Проблема решается посредством некоторых доработок, которые сводятся к монтажу и подсоединению дополнительных механизмов.

Индукционная катушка

Рабочая катушка состоит из проволоки диаметром 3.3 мм. Рекомендуется изготавливать ее из медной трубы, в которую можно интегрировать примитивный контур охлаждения. В процессе работы катушка подвергается интенсивного нагреву. Поэтому нужно собирать ее из устойчивых к температурному воздействию материалов.

Модуль резонансного конденсатора

Для сборки резонансного конденсатора, который напоминает небольшую батарею, нужно использовать 23 небольших конденсатора. Емкость детали составит 2,3 мкФ. Допускается применение конденсаторов емкостью 100 нФ.

Такие типы не предназначаются для схемы индукционного нагревателя, но они хорошо справляются со своей задачей.

Установка индукционного нагревателя

Чтобы исключить перегрев индукционного нагревателя и деформацию трубы из пластика, нужно предусмотреть термостат и подключить его к системе аварийного отключения.

Специалисты применяют для таких целей терморегуляторы с реле и датчиками. Такие элементы умеют отключать цепь при нагреве теплоносителя до требуемой температуры.

Безопасность устройства

Для повышения безопасности самодельного нагревателя необходимо выполнить такие требования:

Организовать качественную изоляцию. Все проводники и соединения нужно тщательно заизолировать, чтобы исключить риск получения удара током.
Правильно выбрать отопительную систему. Индукционные системы не подходят для совместного использования с оборудованием, которое применяет принцип естественной циркуляции воды. Для этих систем нужен водяной насос.
Выбрать подходящее размещение устройства. Прибор должен находиться на расстоянии от 40 см от стен и предметов интерьера, и на расстоянии от 80 см от потолка или напольного покрытия.
Установить регулировочные клапаны и манометры. Такие средства безопасности защитят оборудование от скачков давления. Кроме того, нужно предусмотреть систему стравливания воздуха.

Полезное видео по созданию нагревателя индукционного типа

В предложенных видео подробно описан принцип работы устройств индукционного типа. Также в ролике можно посмотреть особенности самостоятельной сборки агрегата.

Дополнительные советы по изготовлению

При изготовлении системы необходимо изолировать открытые элементы для повышения безопасности. Рекомендуется предусмотреть автоматическую систему управления системой и подключать прибор к электрической сети с помощью подходящих переходников. Такие действия повысят безопасность нагревателя и продлят срок его службы.

Как сделать индукционный котел своими руками

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.

Принцип действия

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:

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:

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.

Читайте также: