Обогреватель индукционного типа

Собственноручная система

Цена на индукционные котлы, вследствие заявленной инновационности большого количества электронного оборудования, может натолкнуть хозяина дома на изготовление установки самостоятельно.

Уже сто лет назад, умельцам удавалось обеспечить отопление таким образом. Но это были скорее экспериментальные установки, так как электричество еще не было так общедоступно.

Чтобы собрать собственную индукционную установку нужно:

• Источник энергии. Для этих целей не подойдет обычная розетка, так как напряжение и частота в ней не соответствует желательной. Или потребуется дополнительный преобразователь.
• Медная труба или толстая проволока. Медь является идеальным материалом для электрической и тепловой промышленности. Благодаря своим химическим и физическим свойствам удается избежать лишних потерь и чрезмерного нагрева.
• Стальной сердечник. Это должен быть материал, сильно реагирующий на магнитное поле.
• Контур с теплоносителем. Система труб с водой или специальными составами.

Это достаточно простая система. Достаточно подключить катушку к источнику переменного тока, а через нее пропустить трубы с теплоносителем, в котором плавает сердечник.

При прохождении электричества через медную катушку, сердечник будет производить тепло и отдавать его теплоносителю. Остается обеспечить циркуляцию в контуре.

Немного о плите на индукции

Эта чудо-плита не похожа на обычные плиты тем, что:

1. Автоматически распознаёт подходящую посуду (только из ферромагнитных металлов и с плоским дном), а под неподходящей даже не включается.
2. Нагревает быстрее, чем газовая или электрическая, следовательно, блюда готовятся оперативнее.
3. Греет строго определённую зону, равную диаметру посуды. Остальная часть плиты остаётся холодной.

Схема такой плиты в разных брендах может существенно отличаться, но её принципиальное устройство одинаково для всех моделей:

• Поверхность из стеклокерамики.
• Под ней изоляционный слой.
• Под изоляцией — индукционная катушка.
• Под катушкой — Блок управления и Преобразователь частоты.

Первичный контур в таком трансформаторе — катушка внутри плиты, а вторичным контуром выступает сама посуда.

В интернете можно встретить даже забавные схемы самодельных отопительных систем с помощью индукционных плит. Но они не выдерживают никакой критики.

Индукционные плиты работают на сверхвысоких частотах от 20 кГц до 60 кГц. Проводя замеры излучений, выявили, что частично они поглощаются самой плитой, а оставшиеся действуют строго в радиусе 30 см от центра плиты. Всё же, несмотря на доказанную безопасность, людям с кардиостимуляторами очень не советуют пользоваться такими плитами, во избежание остановки сердца. А как с вредоносными излучениями у индукционного котла? Ведь он также работает на частотах от 25 кГц и выше.

Более сложный вариант индукционного вихревого котла ↑ ↑

Для того чтобы сделать этот самодельный индукционный котел потребуются навыки работы со сварочным аппаратом и трехфазный трансформатор, желательно чтобы он был оснащен крепежом.

Конструкция состоит из двух вваренных друг в друга труб. Если взглянуть на них сверху, то сваренные между собой трубы будут напоминать бублик. Он одновременно выполняет функцию сердечника (проводника создаваемой магнитным полем энергии) и работает в качестве нагревательного элемента.

Обмотку наматывают на корпус котла, благодаря чему повышается производительность при относительно небольших габаритах и весе.

Для подводки и вывода циркулирующего в системе отопления теплоносителя в корпус вваривают подающий и выходной патрубки.

Рекомендовано для исключения потерь получаемой при работе прибора тепловой энергии и утечек тока поместить сделанный собственноручно тепловой котел в изоляционный кожух.

Нагревание теплоносителя происходит при непосредственном контакте его с обмоткой по стандартной для индукционного оборудования схеме.

Индукционной нагревательной системой можно оборудовать только закрытую отопительную сеть с обеспеченной насосом принудительной циркуляцией.

Допустимо включение прибора в систему отопления с пластиковым трубопроводом.

Между поверхностью стен, другими приборами и индукционным котлом должна быть соблюдена дистанция не менее 30 см, от плоскости пола и потолка расстояние более 80 см.

Рекомендовано за выводным патрубком встроить группу безопасности: манометр, автоматическое устройство для отвода воздуха, подрывной клапан.

Безусловно, с изготовлением последнего варианта придется немало повозиться, зато результат и экономический эффект без сомнений доставит удовольствие. Заводское индукционное оборудование три десятилетия работает как часы, не требуя ремонта. Самодельный прибор прослужит не меньше 25 лет, а если приложить максимум старания, то и больше.

Не исключено, что первоначально собственноручное производство индукционного вихревого котла может показаться довольно трудоемким и сложным. Но пользы от него будет немало. Кроме ощутимого для семейного бюджета расхода на приобретение дорогостоящего заводского оборудования благодаря полезной самоделке еще и существенно снизятся затраты недешевой электроэнергии.

Хотите обустроить свой дом эффективным и одновременно с этим экономически выгодным обогревом? Тогда обязательно обратите свое внимание на современные индукционные котлы. Подобные агрегаты характеризуются высокой производительнос тью и имеют при этом предельно простую конструкцию, поэтому со сборкой индукционного отопительного котла можно с легкостью справиться своими руками

Работа рассматриваемого оборудования основывается на использовании индукционной электрической энергии.

Такие котлы абсолютно безопасные и экологически чистые. Во время их эксплуатации не выделяется никаких побочных продуктов, способных навредить человеку и состоянию окружающей среды.

Содержание пошаговой инструкции:

Принцип работы

В основе работы лежит принцип электромагнитной индукции:

• После запуска устройства происходит образование электромагнитного поля. При этом сердечник прогревается до температуры 75- градусов.
• Вода через входные патрубки подается на теплообменник с сердечником.
• Подогретый до заданной величины теплоноситель подается в систему труб через выходные патрубки.

Для отопления больших и многоэтажных домов наличие циркуляционного насоса в системе обязательно.

Индукционный подогрев является самым быстрым из всех существующих на данный момент.

Модели состоят из трех основных узлов (слоев):

• Внутренний – непосредственно сердечник. Изготавливается в виде стальных труб.
• Изоляция. Необходима для снижения потерь тепла к агрегату.
• Наружный – корпус. Изготавливается из металла.

В качестве теплоносителя используется – вода или антифриз.

Плюсы и минусы индукционного электрического котла

Минусы индукционного котла:

1. При справедливости утверждений о том, что такой котёл — экологичный и не выбрасывает в окружающую среду выхлопов, электромагнитное поле он по жилищу распространяет. На него реагируют и люди, и животные, и техника.
2. Безопасен только условно. Если случится утечка теплоносителя, электромагнитное поле не выключится автоматом, сердечник будет продолжать нагреваться вплоть до оплавления корпуса, а произойдёт это буквально за пару секунд. Поэтому очень важна для такого котла сложная и надёжная автоматика контроля, выключающая электропитание при утечках. Стоит она дорого. А на отечественных образцах индукционных нагревателей ради экономии чаще всего стоят дешёвые китайские образцы.
3. Стоит почти в 2 раза дороже ТЭНового. При этом его заявленная экономичность явно завышена и окупать себя будет долго.
4. В рациональности и экономии серьёзно уступает газовым и твердотопливным системам отопления.

Преимущества:

1. В некоторых моделях есть вариант удалённого управления с помощью электронного программатора по GSM-каналу. Это действительно бывает удобно — выставить температуру на 8—10 °С на время отсутствия людей в доме, уехав на недельку, не беспокоясь о промерзании жилища.
2. Нет промежуточных техосмотров, замены ТЭНа и прочих ремонтно-профилактических работ.

Электронный индукционный нагрев

Схема устройства индукционного нагревателя

Второй вариант обогрева, с реализацией которого безо всяких проблем можно справиться своими силами, основывается на применение достижений современной электротехники. Представленная схема не нуждается в какой-либо дополнительной настройке – ее можно начинать использовать уже после завершения сборки.

В основу работы схемы положены положения последовательного резонанса. Даже изделие небольших габаритов будет обладать довольно внушительной мощностью. Для дополнительного повышения мощности можете использовать конденсаторы с более высокой емкостью, а также полевые ключи с увеличенной производительностью.

Первый шаг. Подготовьте дроссель. Прекрасно подойдет упомянутая деталь от компьютерного блока питания. Также вы всегда можете купить новые комплектующие.

Второй шаг. Подготовьте кольцо из порошкового железа. На него вам нужно намотать 10-30 витков провода 1,5 мм.

Третий шаг. Подготовьте необходимые комплектующие. Прекрасно подойдут транзисторы марки IRF740. При их отсутствии подберите детали с аналогичным сопротивлением. Показатель обратного напряжения диодов должен составлять минимум 500В, оптимальное значение тока – от 3-4А. Такими характеристиками обладают, к примеру, диоды UF4007. Также купите стабилитроны на 15-18 В. Оптимальная мощность – 2-3 Вт. Резисторы должны иметь мощность в 0,5 Вт.

Четвертый шаг. Соберите схему и сделайте индукционную катушку. Для изготовления катушки используйте 1,5-миллиметровый провод. Будет достаточно 6-7 витков. Присоедините катушку к изделию, собранному в соответствии с приведенной схемой, и включите.

Соберите схему и сделайте индукционную катушку

Схема предельно простая, однако мощность изделия будет довольно высокой. Под воздействием образующегося тепла транзисторы могут выйти из строя. Чтобы этого не произошло, установите их на батареи отопления.

Для подключения такого обогревателя тоже не приходится предпринимать никаких сложных действий – вы попросту подключаете его к батарее и используете полученную систему для обогрева помещения. При необходимости вы можете с легкостью собрать нужное количество таких обогревателей для всех остальных комнат дома.

Имея навыки работы с простейшими инструментами, можно безо всяких проблем изготовить самодельный индукционный нагреватель. Делайте все по инструкции, помните о технике безопасности и уже очень скоро в вашем доме будет тепло.

Удачной работы!

Особенности монтажа индукционных обогревателей

Нынешние индукционные электрические котлы для отопления должны монтироваться только с закрытым контуром с мембранным расширительным баком и циркуляционным насосом. Принудительная циркуляция нужна в первую очередь из-за того что интенсивный нагрев и малый объем теплообменника препятствуют созданию естественной циркуляции вода закипит до того как создадутся условия для гравитационной циркуляции.

В том случае, если индукционный отопительный электрокотел используется, как теплогенератор, тогда необходимо использовать в контуре пластиковые трубопроводы ли изолировать металлические трубы от котла монтажом пластиковых фитингов. Котел необходимо обеспечить обязательным и качественным заземлением.

Требования по установке, как и для всех электрических котлов: от поверхности пола или потолка — 80 см, от стены — 30 см Монтаж блока безопасности в состав которого входит манометр, воздушный и предохранительный клапаны, является обязательным как и для всех закрытых систем отопления. В частных домах, обычно используют типовую систему подключения.

Установка индукционных котлов должна проходить согласно инструкции или требованиям, указанным в техническом паспорте. Прибор должен располагаться строго в вертикальном положении, нижний патрубок ввода подключается к обратке, верхний соответственно к подаче. Для этого должны использоваться только металлические или металлопластиковые трубы.

Если принято решение самостоятельно установить электрический котел, необходимо помнить о заземлении. В непосредственной близости необходимо установить группу безопасности шкаф управления, на вводе — фильтры и датчик потока.

Во время приобретения нужно внимательно смотреть на мощность оборудования, которая не падает в процессе использования. Оптимальным соотношением является 60 Вт на 1м2. Для того чтобы рассчитать эту характеристику, необходимо учитывать габариты всех помещений.

Если недостаточно теплоизоляции, нужно взять более мощный котел отопления. Нынешние индукционные агрегаты могут поддерживать невысокую температуру в редко используемых помещениях. Соответственно для дома вполне подойдет электрический котел на 6 кВт.

Таким образом, наиболее простым и оптимальным решением для отопления является установка электрического котла. Они действительно более экономичные из-за меньшей инерции системы, надежности (если использовать продуманную технологию и качественные материалы) и хорошей работы автоматики, которая включает в себя только систему для поддержки температуры. Данное оборудование монтируется как резервное в частных домах и для обогрева офисов и торговых павильонов.

Электрическим котлам. Индукционный котел это лабиринт труб, на который одет индуктор. Электромагнитное поле индуктора быстро и эффективно нагревает сердечник, который и нагревает теплоноситель. Сердечник выполнен из стали до 7 мм. Из строя он может выйти, в худшем случае, через 40 лет. Микровибрация внутри индукционного котла обеспечивает ему 100% защиту от накипи.

Мощность ТЭНового котла за 4 года эксплуатации снижается на 40%. Новое поколение индукционных котлов относится к энергосберегающему оборудованию. Такие котлы снижают эксплуатационные расходы на 30 и более процентов.

Приведем пример — так при обогреве помещения в 200 квадратных метров на протяжении 5 лет, потери эффективности индукционного котла составят 0%, тогда как обычный ТЭНовый котел через пять лет будет обогревать одну треть помещения в лучшем случае.

Индукционные котлы отопления отличаются от остальных отсутствием элементов нагрева, поэтому котел в принципе не может выйти из строя. Отсутствие разъемных соединений полностью исключают протечку системы.

Достоинства и недостатки индукционных котлов

Электрическое отопление является простейшей альтернативой традиционному отоплению с газовыми котлами. Правильно смонтированная система порадует потребителей теплом, а индукционное отопительное оборудование позволит рассчитывать на отсутствие проблем. Давайте рассмотрим основные преимущества индукционных агрегатов:

• Компактность – данные котлы действительно очень маленькие, по своему внешнему виду они напоминают трубу большого диаметра с патрубками меньшего диаметра (к патрубкам подключается система отопления). Хотя некоторые образцы промышленного назначения нельзя назвать компактными;
• КПД, близкий к 100% — почти вся электроэнергия превращается тепло. Тем не менее небольшие потери все-таки есть, так как ничего идеального в мире нет;
• Продолжительный срок службы – производители заявляют, что он составляет не менее 20-25 лет. И это действительно так, ведь здесь отсутствуют традиционные ТЭНы;
• Возможность работы с любыми видами теплоносителя;
• В индукционных котлах не образуется накипь – этим они выгодно отличаются от ТЭНов, на которых все-таки образуется незначительное количество известковых отложений;
• Повышенная надежность – индукционная катушка отличается приличным межвитковым расстоянием, а от сердечника витки отделяются надежной изоляцией. Поэтому ломаться тут особо нечему. Может выйти из строя разве что система питания, включающая в себя электронные компоненты;
• Возможность самостоятельного монтажа – в этом нет ничего сложного. Да и каких-либо настроек здесь нет.

Есть и определенные недостатки:

Правильно и качественно смонтированный индукционный котел — это не только приятная глазу картина, но и залог долгой и надежной работы всей системы.

• Дороговизна – в домашней системе отопления индукционный котел станет самым дорогим узлом. Но затраты того стоят;
• Высокое потребление электроэнергии – обеспечивает большие расходы на эксплуатацию отопления;
• Более сложная конструкция – здесь присутствует схема питания, которая отсутствует в ТЭНовых и электродных агрегатах.

Главный недостаток – это высокие цены на оборудование, хотя ничего сложного в нем нет.

Кроме того, если вы будете использовать индукционный котел мощностью более 7-к кВт, то вам потребуется трехфазная электросеть – это справедливо не только для индукционных, но и для любых других электрических отопительных агрегатов.

Принцип действия

Работа основывается на принципе электромагнитной индукции. Такой подход считается сравнительно новым в области отопления. Если говорить о строении, любой подобный котел является металлическим сердечником, изготовленным форме лабиринта из мелких труб. Сверху он накрыт индуктором, по которому проходит напряжение. Такую конструкцию в каком-то роде можно назвать трансформатором, где катушка играет роль первичной обмотки, а сердечник, внутри которого проходит жидкость – вторичной.

В результате под действием электромагнитного поля происходит нагревание внутренних элементов, которые передают тепло жидкости для отопительной системы.

При этом микровибрации сердечника позволяют устройству защититься от накипи, которая обычно возникает в ТЭНовых агрегатах.

Одним из основных отличий индукционных котлов от других видов аппаратов является возможность применения любого вида теплоносителя, будь это вода, антифриз или отработанное масло. Это можно смело назвать одним из основных преимуществ перед электродными или ТЭНовыми агрегатами, где нужно подбирать особенную воду.

Все производители, которые предлагают индукционные электрические котлы, заявляют, что их оборудование способно экономить до 30% потребляемой энергии. Такого эффекта удается добиться благодаря тому, что катушка одновременно выступает и генератором реактивной энергии. Именно за счет этого получается дополнительная мощность и сокращается расход.

Стоит отметить, что такого эффекта удастся добиться только если агрегат и отопительный контур соединены между собой правильно. Кроме того, настройку оборудования обязательно должны проводить специалисты. В противном случае можно не только не добиться желаемых результатов, но и даже переплачивать во время эксплуатации.

Устройство индукционного котла

В индукционных котлах использован тот факт, что металлический сердечник, помещенный внутрь катушки индуктивности,  быстро нагревается до высоких температур за счет наведенных токов Фуко. Нагревательный элемент таких агрегатов представляет собой мощную индуктивную катушку, которая герметично запаяна в массивный корпус из металла, являющийся одновременно и сердечником. Вода или другой теплоноситель, омывая корпус нагревательного элемента, нагревается, затем поступает в систему отопления. Существует два типа индукционных нагревателей, имеющих некоторые отличия:

Устройство индукционного котла

• Вихревые индукционные нагреватели ВИН (Vin). Перед подачей на первичную обмотку катушки индуктивности ток сети 50Гц преобразуется в высокочастотный. Таким образом достигается усиление магнитной напряженности и наводимых токов Фуко, повышается температура нагрева. В таких котлах из ферромагнитных сплавов изготавливают не только вторичную обмотку, но и корпус, что увеличивает площадь нагрева и позволяет нагревать теплоноситель быстрее.
• Индукционный котел отопления Sav.  Котлы этого типа в качестве теплообменника используют вторичную обмотку, которая выполняется в виде лабиринта с толстыми стенками (для увеличения площади теплоотдачи и лучшего нагрева теплоносителя). Так как проводник находится в переменном поле, катушка дополнительно генерирует реактивную мощность.

Как изготовить

Первый вариант.Электронная схема нагревателя. (Для увеличения нажмите)Достаточно простой и, в то же время, мощный индукционный нагреватель можно сконструировать на основе печатной платы, схема которой показана на рисунке.

Особенностями этой схемы являются следующие важные моменты:

1. Такая конструкция, по сути, представляет собой мультивибратор, который организован на транзисторах большой мощности.
2. Важным элементом схемы является сопротивление, которое не будет давать возможности перегреваться транзисторам, что в целом скажется на эффективном функционировании всего индуктора.
3. Непосредственно сам индуктор должен иметь вид своего рода спирали, и состоять из 6–8 витков медной проволоки
4. Чтобы не особо задумываться над конструкцией регулятора напряжения, то его можно взять уже в готовом варианте из компьютерного блока питания.

Совет специалиста: так как индуктором будет выделяться сильное тепло, то, во избежание поломок, рекомендуется устанавливать транзисторы на специальные радиаторы.

Второй вариант.

Суть его заключается в следующем:

• две трубы между собой соединяются с помощью сварки таким образом, чтобы в разрезе напоминали форму бублика (такая конфигурация будет одновременно служить как проводник и нагревательный элемент);
• медная проволока, при этом, непосредственно наматывается на корпус;
• для качественного движения теплоносителя в корпус ввариваются два патрубка, через один с которых вода будет заходить в нагреватель, а через другой будет подаваться в отопительную систему.

Возможно, Вам будет также интересна статья о том, как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора.

Статью о самостоятельном изготовлении индукционного нагревателя воды читайте здесь.

Прочитав эту статью, Вы сможете сделать индукционный котел отопления своими руками.

Таким образом, мы указали все возможные способы сборки индукционного нагревателя с применением электронных деталей. Надеемся, что наши советы и рекомендации станут для вас весьма познавательной информацией.

Смотрите видео, в котором опытный пользователь объясняет один из вариантов изготовления индукционного нагревателя своими руками:

Сборка котла из индукционной плиты

В данном варианте предстоит несколько больше работы, понадобится сварочный аппарат и болгарка. Для сборки нужно взять плиту с индукцией и металлическую квадратную трубу 50×50 мм со стенкой в 2 мм.

Приступаем к работе:

1. Разрезаем профиль на 5-6 кусков по 50 см с помощью болгарки. Точное количество отрезков зависит от размера плиты.
2. Затем отрезаем еще два куска по 25-30 см– все зависит от числа длинных трубок.
3. Большие куски укладываем вертикально и соединяем между собой, тщательно проваривая стыки.
4. В коротких трубках вырезаем одну стенку, придавая им профиль буквы П.
5. Затем к длинным отрезкам привариваем профили, соединив все в единый контур.
6. Оставшиеся отверстия завариваем, чтобы прибор был герметичным.
7. Подключаем 2 штуцера для входа и выхода жидкости диагональным способом вверху и внизу. Понадобится еще приварить отводы с резьбой для врезки в систему отопления.
8. Придаем творению эстетичный вид – шлифуем швы и красим.
9. Устанавливаем котел в подготовленное место, к задней его стенке вплотную придвигаем индукционную плиту и подключаем ее.