Принцип подключения индукционного котла к электросети. Как сделать индукционный котел отопления своими руками: изготовление самодельного теплогенератора

Индукционные электрические котлы сегодня считаются действительно актуальными. Это объясняется высоким КПД, благодаря которому потребление энергии минимально. Стоит отметить функционирование оборудование по принципу электромагнитной индукции, которая является действительно современной.

Современные агрегаты состоят из таких элементов:

Остальные элементы могут применяться для удобства использования электрического котла отопления. При этом в некоторых случаях в качестве сердечника выступает простая металлическая трубка с теплоносителем.

Функционирование индукционного котла отопления довольно простое. Так, поступает переменное напряжение, благодаря которому на катушке образуется электромагнитное поле. Оно замыкается, что приводит к низковольтному напряжению. Стоит отметить, что использование сердечника необязательно. Его применяют, чтобы увеличить площадь теплоотдачи. Благодаря переменному электромагнитному полю происходит образование вихревых токов , нагревающих металл. Вода забирает тепло и обогревает все жилище.

Достоинства и недостатки

Современные индукционные котлы отопления пользуются огромной популярностью благодаря своим многочисленным преимуществам:

Стоит отметить, что у индукционного котла отопления есть несколько важных недостатков:

• необходимость подключения исключительно к закрытому контуру;
• значительный вес устройства, который может достигать 23 кг при компактных размерах;
• высокая цена, начинающаяся с 25–30 тыс. рублей, обусловленная наличием дорогого инвертора;
• помехи в радиодиапазоне, которые оказывают влияние только на домашних животных.

Отличия между ТЭН-котлами и индукционным оборудованием

Подобные устройства преобразовывают электрическую энергию в тепловую. При этом их КПД приближается к 100%. Именно по такой причине многие потребители затрудняются сделать выбор.

Нередко люди обращают внимание на дороговизну индукционных агрегатов. Однако они не учитывают тот факт, что за 5–7 лет регулярной эксплуатации затраты на оборудование кажутся одинаковыми. Это объясняется тем, что ТЭН-котлы нуждаются в регулярном ремонте, а именно замене перегоревших элементов.

На самом деле сделать выбор между такими видами оборудования непросто, ведь они нагревают помещение за идентичное количество времени. Однако индукционные агрегаты считаются более предпочтительными, ведь здесь не образуется накипь, а также есть возможность использования различных теплоносителей. При этом вы можете не бояться шумной работы и не беспокоиться о необходимости регулярного сервисного обслуживания.

При покупке электрического котла отопления необходимо обращать внимание на мощность оборудования , которая не снижается в процессе эксплуатации. Стандартное соотношение составляет 60 Вт на 1 м². Чтобы правильно рассчитать мощность, стоит учесть габариты всех помещений. При недостаточной теплоизоляции необходимо взять более мощный котел отопления.

Современные индукционные агрегаты поддерживают невысокую температуру в помещениях, которые используются непостоянно. Соответственно, для дома достаточно использовать электрический котел на 6 кВт.

У некоторых индукционных моделей в комплекте идет блок электронного программатора. Благодаря такому устройство можно запрограммировать электрический котел на неделю. Также можно управлять отопительной системой удаленно.

Выбирая индукционное оборудование для отопления жилища, стоит учесть толщину сердечника. Если его стенки довольно толстые, то он в течение долгого времени будет устойчив к коррозии.

Стоит отметить, что производители дают гарантию на сам индукционный котел 3 года, а на комплект дополнительного электрооборудования – 1 год.

Многие покупатели ориентируются на цену электрического устройства. Как правило, индукционные котлы стоят довольно дорого, что объясняется небольшим выбором продукции. Отечественное устройство мощностью в 4 кВт можно приобрести за 30–35 тыс. рублей. Цена на европейские аналоги будет составлять не менее 35–40 тыс. рублей.

Самостоятельное изготовление индукционного котла отопления

Чтобы сделать электрическое оборудование своими руками, можно использовать несколько схем. В любом случае самый простой вариант предполагает применение толстой пластиковой трубы диаметром в 5 мм.

При самостоятельном изготовлении электрического индукционного котла важно помнить о том, что его включать можно только после заполнения водой системы отопления.

Установка котла

При установке индукционного котла важно помнить, что система отопления должна быть обязательно закрытой. Помимо этого, потребуется наличие расширительного бачка и насоса , обеспечивающего циркуляцию жидкости.

Согласно инструкции индукционные котлы ставят вертикально , а затем к патрубку ввода, который находится в нижней части, подключают обратку. Выводной патрубок размещают сверху и подводят подающий трубопровод.

Поскольку электрический котел отопления большой, важно выбирать надежное крепление. Само оборудование ставят так, чтобы промежуток между агрегатом и стеной составлял минимум 300 мм, а до пола и потолка сохранялось расстояние в 800 мм.

Важное условие – заземление электрического котла. Для этой цели возможно использование металлических и металлопластиковых труб. Рядом с выводным патрубком необходимо установить манометр , а также воздухоотводчик и подрывной клапан. После этого наступает черед монтажа запорной арматуры.

Помимо этого, необходимо позаботиться об установке следующих элементов:

• циркуляционный насос;
• сетчатый фильтр;
• фильтр-отстойник;
• датчик потока.

При установке котла и системы управления важно помнить о нормах безопасности.

Индукционные электрические котлы, цена которых довольно большая, считаются лучшим вариантом для отопления помещения. У такого оборудования высокий КПД. Более того, его можно использовать при наличии любого теплоносителя , а стоимость котла частично окупится благодаря отсутствию необходимости сервисного обслуживания.

В связи с постоянным повышением цен на энергоносители, владельцы загородных домов и городских квартир в переходят на альтернативные, более выгодные виды отопления, в основном выбирая автономные его варианты. Некоторые предпочитают устанавливать , чтобы не переплачивать за центральное отопление, которое в некоторых регионах оплачивается не только в зимний период, но и летом. Другие же собственники жилья заинтересовались обогревом дома с помощью электрических приборов.

Электричество удобнее в том плане, что для установки такого водонагревателя не потребуется согласование с разрешительными организациями, составления и утверждения проекта. Но многих отпугивают высокие тарифы. Значит, необходимо останавливать свой выбор на электрических котлах, отличающихся повышенной эффективностью и экономичностью работы. К таким, безусловно, можно отнести агрегаты индукционного принципа действия. Они по праву создали довольно высокую конкуренцию газовым приборам отопления.

Но сам по себе индукционный котел – весьма недешевое «удовольствие». Потому многих домашних умельцев интересует вопрос – можно ли изготовить индукционный котел отопления своими руками. Оказывается, да, это выполнимая задача, но требующая определённого мастерства и знаний, особенно в области электротехники.

Сразу оговоримся о следующем. Автор этих срок не является сторонником «самоделок» в области электрической техники, работающей с напряжениями, опасными для жизни. Поэтому данную публикацию следует рассматривать, как обзор возможных вариантов, но не как пошаговое руководство к действию. Следует очень трезво взвесить свои силы, знания и возможности, прежде чем приступать к выполнению такой задачи.

Что же такое индукционный котел ?

Индукционные системы отопления начали использовать в 80-х годах прошлого столетия на промышленных предприятиях. Бытовые же приборы появились только в середине девяностых годов. За последние десятилетия они были доработаны, и в их конструкцию были внесены некоторые обновления, однако, принцип их работы остается неизменным.

Название данных отопительных систем и приборов уже само по себе говорит о том, что в основе их функционирования лежит электромагнитная индукция. Суть принципа работы состоит в том, что если через проволоку достаточно большого диаметра в сечении, накрученную в виде катушки, пропустить переменный ток, то вокруг этой первичной обмотки создается мощное электромагнитное поле. Если в этом поле окажется проводник, то в нем будет наводиться (индуцироваться) напряжение. Ну а если силовые линии поля пересекают расположенный в нем сердечник из сплава, обладающего магнитными свойствами, то получается своеобразный короткозамкнутый контур. И за счёт появления на нем блуждающих токов Фуко, происходит очень быстрый и сильный нагрев этого материала.

Такой принцип широко используется, например, в сталелитейной промышленности. Нашли ему применение и для быстрого и высокотемпературного нагрева воды. Понятно, что в качестве сердечника в этом случае будет выступать труба или иной канал, по которому циркулирует теплоноситель.

А самый доступный для понятия пример индукционного нагревателя представляет собой проволоку, намотанную на трубу, изготовленную из диэлектрика, которая будет изолировать магнитный сердечник, помещаемый в ее внутреннее пространство.

Проволочная катушка подключается к электропитанию и создает электромагнитное поле. В результате воздействия переменного электромагнитного поля металлический стержень-сердечник будет нагреваться, передавая тепло теплоносителю, который затем поступает в трубы и радиаторы отопительного контура. В качестве теплоносителя в автономных системах отопления может быть использовано масло, вода или этиленгликоль.

Это, конечно, очень упрощенное объяснение. В индукционных котлах промышленного производства в теплообменный ферромагнитным сердечником может являться целый лабиринт труб или каналов, а нередко, например, в вихревых нагревателях, в этом процессе задействован и корпус прибора.

В системах отопления небольшой протяженности теплоноситель, нагреваясь, будет подниматься вверх , и создавшегося естественного давления обычно бывает достаточно для его естественной циркуляции. Если же отопительная магистраль довольно длинная и разветвлённая, завязана на коллекторы с дальнейшим распределением потоков теплоносителя по отдельным контурам, то в систему устанавливают один или несколько циркуляционных , так как без них требуемого перемещения теплоносителя будет добиться невозможно.

Действительно ли индукционный метод нагрева теплоносителя эффективен и надежен ?

Перед тем как покупать или приступать к изготовлению индукционного котла, стоит разобраться в том, насколько эффективен этот метод отопления. В специализированных торговых центрах от продавцов-консультантов можно услышать только положительные характеристики систем, работающих по этому принципу. Однако, далеко не всё, что ими будет сказано, на все 100% соответствует действительности. И у этих отопительных агрегатов есть свои, так называемые , «подводные камни» .

Продавцы оперируют целым перечнем тезисов, стараясь увеличить продажи котлов, работающих по индукционному принципу:

• Например, распространено утверждение, что принцип работы данных приборов являются инновационной разработкой.

В реальности, это не соответствует действительности, так как электромагнитная индукция была открыта еще в 1831 году английским физиком-экспериментатором Майклом Фарадеем . Во второй половине ХХ-го века индукционные системы с успехом применялись в металлургической промышленности.

Из этого можно сделать вывод, что данные приборы вряд ли стоит относить к инновационным технологиям. Однако, в этом есть и свой «плюс», так как подобная система уже проверена временем и доказала свою эффективность.

• Следующим важным качеством, на которое делают упор продавцы, является экономичность использования индукционного котла. Обычно утверждается, что данный тип агрегатов потребляют энергии на 25÷30% меньше, чем другие электрические нагреватели. Можно ли с этим согласиться ?

Цены на индукционные котлы отопления

индукционный котел отопления

Наверное, все же нет. Любой потребляет электроэнергию соответственно своей мощности, указанной производителем в техническом паспорте. То есть для выработки одного киловатта тепла, в самом идеальном случае (при 100-процентном КПД) прибору необходимо потребить киловатт электроэнергии. Причем , даже при названных параметрах, КПД агрегата может быть меньше, так как многое зависит еще и от конкретных условий эксплуатации котла.

От мощности и эффективности работы нагревательного элемента зависит время нагрева теплоносителя до нужной температуры. Нужно сказать, что часть затраченной энергии, так или иначе, расходуется вхолостую, так как материалы, из которых изготавливаются детали прибора, имеют не нулевое сопротивление. Однако, теплопотери от работы индукционного котла не уходят «в дымоходную трубу», а остаются в помещении, где установлен прибор, в чем часто заключается очевидное их преимущество.

Итак, напрашивается вывод, что сколь-нибудь серьезно сэкономить на электроэнергии при использовании индукционного котла вряд ли получится. Но эффективность их и скорость нагрева – действительно высока.

• Несмотря на указанный в техпаспорте, установленный производителем примерный срок эксплуатации (не путать с гарантийным!), продавцы уверяют, что прослужит индукционный обогревательный котел не менее 25 лет. Необходимо согласиться, что эта информация достоверна, если электронный блок управления выполнен качественно. Блок включает в свою комплектацию полупроводниковые элементы, которые все же могут выйти из строя. Как правило, производители дают десятилетнюю гарантию на комплектующие элементы электронного блока. Однако, достаточно часто они отлично работают в течение 25÷30, а то и больше лет.

На а в самом котле, по большому счету, просто нечему ломаться. Так, первичная обмотка, обычно изготавливаемая из меди, имеет большой запас прочности и прослужит длительный срок, если будет производиться ее надлежащее охлаждение (а это обеспечивается циркуляцией теплоносителя).

Стержень-сердечник или материал внутренних каналов конечно, со временем начнет разрушаться, так как на него будет постоянно оказывать неблагоприятное воздействие агрессивная среда теплоносителя, а также чередование остывания-нагрев. Однако, для того чтобы он полностью стал непригоден для эксплуатации, должен пройти не один десяток лет.

Учитывая конструкцию котла, работающего по индукционной схеме, можно сделать вывод, что он значительно надежнее и долговечнее отопительных приборов, в которых в качестве нагревательных элементов используются ТЭНы .

Цены на отопительные котлы

отопительный котел

• Еще одно качество, которое ставят в плюс индукционным отопительным прибором — это бесшумная работа - якобы она выгодно отличает его от других агрегатов отопления. Возникает вопрос, так ли это?

А вот здесь-то, как раз , с точностью «до наоборот». Да, электрические отопительные агрегаты функционируют бесшумно, так как во время их работы не создается акустических колебаний и не используется механических узлов. Однако, именно при функционировании индукционного прибора могут явственно ощущаться низкочастотные колебания, которые могут раздражать людей с обостренным слухом. Это негативное явление сведено к минимуму в котлах вихревого типа , в которых питающее напряжение на первичную катушку предварительно преобразуется в высокочастотное.

Кроме того, если в систему установлен циркуляционный насос невысокого качества, то он тоже может стать источником легкого раздражающего шума. Но это уже касается всех систем отопления, независимо от типа котла. Но современный ассортимент насосов вполне позволяет приобрести совершенно бесшумную модель.

• Компактность котла покупатель может оценить визуально. Можно сказать, что этот агрегат состоит из отрезка трубы определенной длины, который не займет много места, в отличие от других отопительных приборов. Правда, масса у индукционного котла обычно – весьма внушительная, то есть потребуются надёжные кронштейны.

Однако, не стоит забывать, что потребуется место для сопутствующих элементов системы, а также разводки контуров и установки коллекторов, если этого требует схема. Если необходимо обогреть довольно большую площадь дома, то нередко устанавливается несколько индукционных приборов, и для всей такой системы потребуется немало места.

• Утверждение о том, что котлы этого вида полностью безопасны, причем , это качество котлов выражено больше, чем у их ТЭНовых аналогов, неверно. Безопасность эксплуатации у этих двух видов отопительных приборов примерно одинакова, и зависит от правильного подключения и от работоспособности систем заложенной в них защиты от экстремальных ситуаций.

Например, если в индукционном приборе произойдет утечка теплоносителя, а электромагнитное поле не отключится вовремя, и нагрев внутреннего сердечника продолжится, то корпус и крепления могут оплавиться буквально в считанные минуты. Поэтому , приобретая прибор или конструируя его самостоятельно, необходимо обратить внимание на автоматическое отключение агрегата в случае аварийной ситуации.

Как можно видеть из представленной выше информации, у индукционных котлов, так же, как и у других отопительных агрегатов, есть свои недочеты , и они не являются уникальными приборами, позволяющими платить за отопление сущие копейки. Однако, эффективность их не подается сомнению. И еще – благодаря компактным размерам котла, его вполне можно разместить в условиях квартиры, например, в нише, так, что он будет практически незаметен.

Как самостоятельно изготовить индукционный котел ?

Существует немало конструкций индукционных котлов. Некоторые из них сложны для самостоятельного исполнения, другие – попроще. Далее будут рассмотрены относительно доступные варианты, которые можно изготовить в домашних условиях. Однако, чтобы воплотить эти проекты в жизнь, потребуются определенные материалы и инструменты.

Первый вариант – с использованием индукционной варочной панели

Этот вариант отопительного прибора можно назвать экспериментальным. Он подходит для отопления небольшого помещения в 20÷25 м². В отопительный контур, отапливаемый от такого прибора, лучше всего установить или радиаторы, которые быстро прогреваются и отдают тепло в помещение. К тому же объем таких радиаторов невелик, поэтому потребуется небольшое количество теплоносителя, который будет быстро нагреваться в индукционном мини-котле.

Источником переменного электромагнитного поля в данном проекте является индукционная варочная панель, которая, возможно, была заменена на более современную модель, и пока без дела валяется в кладовой.

Для изготовления этой модели отопительного прибора, работающего по индукционному принципу, потребуются следующие материалы:

• Стальная профильная труба 50×25 мм, десять отрезков длиной в 500 мм и два в 300 мм – для изготовления теплообменника котла.
• Стальная профильная труба 50×30 мм, две штуки длиной в 500 мм и один в 700 мм – для изготовления кронштейна.
• Стальная труба диаметром в 20÷25 мм — два отрезка длиной в 120÷150 мм.
• Стальной лист толщиной в 3÷4 мм для изготовления расширительного бачка размером 270×270×100 мм.
• . Их количество будет зависеть от конкретной схемы, которая делается для определенного места размещения котла и его обвязки. Для соединения труб потребуются сопутствующие элементы – муфты, уголки, резьбовые фитинги и т.п . – здесь можно проявить собственное видение обвязки и разводки труб.
• Шаровые краны, которые будут перекрывать движение теплоносителя при необходимости проведения профилактических или ремонтных работ на отопительном оборудовании.

Кроме этих материалов, необходимо подготовить некоторые другие приборы и принадлежности, необходимые для выполнения монтажа и для установки в обвязку котла.

Цены на полипропеленовые трубы

полипропеленовые трубы

• Циркуляционный насос.
• Индукционная электрическая двухкомфорочная плита – по-другому ее часто называют панелью.

Для выполнения работ потребуется некоторые инструменты и приборы, а также , безусловно, умение с ними работать:

• Прибор для пайки полипропиленовых труб.
• Газовый ключ.
• Электрическая дрель.
• «Болгарка» (шлифмашинка ).

Цены на циркуляционный насос

циркуляционный насос

Работы по изготовлению такого нагревательного индукционного котла проводятся в следующем порядке:

Иллюстрация
	Первым шагом, с помощью «болгарки» нарезается профильная стальная труба на отрезки нужной длины. Из них будет изготовлен корпус теплообменника, по которому будет циркулировать теплоноситель. Отрезки складываются рядом на торцевую сторону, получается своеобразная батарея. Их необходимо зафиксировать в прижатом друг к другу положении. Далее, трубы сваривают между собой точечной сваркой. Сначала их прихватывают по краям, а затем по всей линии стыков, через каждые 100 мм. Для быстрейшего остывания и укрепление сварных точек, а также для очистки от сварной гари, получившеюся конструкцию можно пролить струей холодной воды.
	Следующим шагом нужно подровнять края получившейся «батареи» - для этого их подрезают шлифмашинкой. Ровные края необходимы, так как они будут закрываться металлическим П-образным профилем (швеллером), который должен быть идеально ровно установлен на края сваренных вместе квадратных труб.
	П-образный профиль можно приобрести в готовом виде или же изготовить самостоятельно, вырезав одну широкую полосу из профильной трубы. Таких деталей нужно подготовить две штуки. Причем, вырезанные полосы далее будет использованы для закрытия торцевых краев П-образных деталей, а также для конструкции кронштейнов.
	Теперь, получившийся профиль-швеллер необходимо очень аккуратно приварить сплошным швом к краям торцевых сторон «батареи». Пространство, которое будет образовано этой деталью, позволит циркулировать теплоносителю по трубам – получаются два своеобразных коллектора. Здесь необходимо отметить, что вполне можно изготовить теплообменник-батарею в виде змеевика -- это упростит циркуляцию теплоносителя, он будет быстрее прогреваться, что увеличит теплоотдачу.
	Далее, от одной из полос, которые остались после изготовления П-образных профилей, отрезаются четыре вставки-заглушки, по размерам соответствующие отверстиям образованным П-образными профилями, приваренными к торцам батареи. Затем, они привариваются на предназначенное для них место сплошным швом, так как конструкция должна получиться герметичной.
	Теперь, на торцевых сторонах батареи нужно просверлить два отверстия, в которые ввариваются отрезки труб, имеющих с внешней стороны резьбу. Один патрубок должен быть расположен в нижней части одной стороны батареи - он предназначается для входа остывшей воды в отопительный котел (так называемая «обратка»). Второй патрубок вваривается в отверстие, расположенное в верхней части противоположной стороны конструкции. Через него нагретая вода будет поступать в отопительный контур (подача). Кроме них, в центре боковых сторон, также с помощью сварки, фиксируются отрезки профильной трубы длиной в 100 мм.
	Сварочные точки и швы на готовом теплообменнике зачищают с помощью шлифмашинки и придают конструкции аккуратный внешний вид и гладкость. Особенно тщательно нужно обработать заднюю сторону теплообменника, так как к ней должна быть прижата нагревательная поверхность индукционной плиты.
	Далее, готовую сборку необходимо загрунтовать и затем покрыть термостойкой краской предназначенной для металлических элементов системы отопления.
	Следующим шагом из металлических панелей изготавливается расширительный бачок. Его детали свариваются между собой сплошным швом, так как он должен быть герметичен. В нижнюю сторону этой детали системы, врезается патрубок с внешней резьбой, для подключения к контуру отопления. Нужно сказать, что расширительный бачок можно купить и в готовом виде. Его вместимость выбирается в зависимости от того, сколько теплоносителя будет находиться в отопительном контуре – можно исходить из величины 10% объема.
	Далее нужно подготовить раму-кронштейн для установки индукционной панели и закрепления теплообменника. На данной иллюстрации можно видеть, что кронштейн состоит из двух вертикально расположенных профильных труб и нижней полочки. Последняя также может быть изготовлена из профильной трубы, с которой срезается одна узкая и одна широкая сторона. В средней части вертикальных профилей привариваются отрезки профильной трубы. Их месторасположение нужно рассчитать так, чтобы они могли состыковаться с отрезками трубы, закрепленными на торцах теплообменника. Затем все детали скрепляются между собой сваркой, причем нижняя горизонтальная деталь конструкции должна образовать полочку, на которую будет установлена индукционная панель. После этого на кронштейне закрепляется теплообменник с помощью отрезков труб приваренных на его торцах. Однако, между кронштейном и теплообменником должен остаться зазор, в который можно будет установить индукционную панель, так, чтобы она была плотно прижата к теплообменнику своими нагревательными элементами.
	Индукционная панель, предназначенная для приготовления пищи, работает по тому же принципу, что и котел, так как внутри нее расположены катушки, индуцирующие мощное переменное электромагнитное поле. Это поле и станет «инициатором» нагрева стальным профильных труб батареи-теплообменника. Удобство ее использования состоит в том, все электронные и электротехнические модули находятся внутри конструкции, а внешнее покрытие панели делает прибор безопасным. Устанавливая панель в кронштейн за теплообменником, ее прижимают к его поверхности.
	Теперь остается только подвести к котлу трубы, которые соединят его с отопительным контуром. Для этого могут быть использованы полипропиленовые или металлопластиковые трубы, главное, чтобы они были предназначены для горячей воды, имеющей температуру не менее 95 градусов. Как говорилось выше, выход нагретого теплоносителя из установки связывается с трубой доставляющей его в радиаторы, а также с расширительным бачком, который закрепляется на стене под потолком.
	Вся система не будет эффективно работать без циркуляционного водяного насоса, который может быть установлен в любом удобном месте отопительного контура, но в идеале – на трубе «обратки» перед входом в котел – там он в меньшей мере будет подвержен высокотемпературному воздействию. Желательно, чтобы он располагался недалеко от розетки электропитания.
	Осталось заполнить систему водой (теплоносителем), проверить герметичность всех соединительных узлов. Если все в норме, можно запускать котел. На иллюстрации показан пробный пуск, с использованием переноски. В реальных условиях эксплуатации, безусловно, необходимо подвести к котлу отдельную линию питания с соответствующим сечением провода и контуром заземления.

Используя индукционную панель можно изготовить и другой вариант котла, который будет более эффективен, чем выше описанный выше, хотя и менее компактен.

Особенность этого варианта заключается в горизонтальном расположении индукционной панели с установленными непосредственно на нагревательные площадки, находящиеся в ней, теплообменными блоками. Здесь конструкция, по сути, работает так же, как обычная плитка, на которую устанавливают кастрюлю с водой и нагревают до высоких температур. Отличие заключается в том, что емкость («кастрюля») делается из ферромагнитного сплава, то есть активно нагреваются все ее стенки. Эти емкости делаются герметичными, связанными между собой, и нагретая вода не испаряется, а уходит в подключенный к такому котлу отопительный контур.

Второй вариант – с самодельной индукционной катушкой и сварочным инвертором

Второй вариант индукторного нагревателя котла изготавливается на базе высокочастотного сварочного инвертора. Желательно, чтобы аппарат был оснащен плавной регулировкой сварочного тока. Мощность инвертора должна быть прямо пропорциональна мощности, которую должен иметь котел отопления. Самым подходящим вариантом для самодельной конструкции является показатель инвертора в 15 ампер, однако при необходимости можно сделать его и более мощным.

Следует правильно понимать, что подключение водонагревателя производится ни в коем случае не к клеммам сварочных проводов – ничего, кроме короткого замыкания в этом случае не получится. Инвертор придется несколько видоизменить – первичная обмотка создаваемого нагревателя должна подключаться после высокочастотного преобразователя, вместо индукционной катушки самого инвертора. Если самому разобраться с этим сложно, то проконсультируйтесь со специалистом в этой области.

Этот принцип нагрева и используется для нагрева теплоносителя, который проходит через ту самую трубу, помещаемую в электромагнитное поле. Вариант, показанный ниже, можно назвать весьма спорным, но мастер, который опробовал его на практике, убеждает в его работоспособности и эффективности.

Как будет видно, затраты на изготовление – минимальные, так что при желании вполне можно провести эксперимент. Пусть даже мощности не хватит для полноценного отопления – возможно, это будет приемлемое решение для нагрева воды в бытовых целях.

Иллюстрация	Краткое описание выполняемой операции
	Итак, кроме сварочного инверторного аппарата для создания нагревателя потребуется еще ряд деталей. В качестве корпуса, который будет являться частью отопительного контура, а также основой для формирования индукционной катушки и теплообменника, используется отрезок полипропиленовой трубы с толстыми стенками (PN25) длиной в 400÷500 мм, предназначенной для транспортировки горячей воды. Желательно, чтобы внутренний диаметр трубы составлять не менее 50 мм, то есть применяется труба с внешним диаметром 75 мм. Можно взять и поменьше, скажем, с внешним 50 мм, внутренним – 33, но производительность нагревателя, понятно, снизится. Потребуется стальная проволока или металлический прут диаметром в 6÷7 мм - из него нарезаются отрезки длиной в 40÷50 мм. Эти элементы возьмут на себя роль ферримагнитного сердечника-теплообменника. Возможны и иные варианты теплообменников – об этом будет казано ниже.
	Вместо нарезанных отрезков прута, вставляемых в полость трубы, может быть использован один толстый металлический стержень или стальная труба меньшего диаметра, стальной шнек, или другие изделия, обладающие магнитными свойствами и удобные для помещения в трубе ПВХ. Так, практикуют заполнение трубы стальными шариками, крупной стружкой, ненужными гайками и т.п. Если для заполнения трубы используются мелкие металлические элементы, от которых будет нагреваться теплоноситель, то один край трубы необходимо закрыть металлической сеткой. Затем засыпать в нее стальные элементы наполнителя, а затем закрыть сеткой второй ее край.
	Можно использовать металлический шнек с частыми витками или же несколько металлических трубок диаметром в 4÷5 мм, которые будут плотно установлены в полипропиленовый корпус-трубу. Они обеспечат большую площадь прямого теплообмена с циркулирующей водой. Некоторые мастера используют для заполнения «котла» стальную проволоку или даже обычные кухонные мочалки из нержавейки, плотно забивая ими полипропиленовую трубу.
	Приобретая кухонные мочалки для таких целей, их будет необходимое проверить на то, имеют ли они магнитные качества. Для этого, отправляясь за покупкой в магазин, можно взять с собой обычный магнит и приложить его к изделию для очистки посуды. Если такая мочалка будет магнититься, значит, она подходит для заполнения полости индукционного теплообменника. Так как стружка тонкая, она будет очень быстро нагреваться, отдавая тепловую энергию теплоносителю, который будет через нее проходить. Вариант плотного заполнения трубы металлической стружкой можно, пожалуй, назвать самым простым, доступным и эффективным вариантом.
	Когда корпус индукционного теплообменника будет заполнен металлическими изделиями, по его краям привариваются муфты-переходники, приводящие его большой диаметр к диаметру труб отопительного контура. Затем, при необходимости установки прибора в конкретное место, к муфтам через отрезок трубы привариваются уголки-отводы, направляющие течение теплоносителя в нужном направлении. Будет неплохо вварить муфты с гайками-американками - так нагревательный прибор станет съемным, например, для выполнения каких-либо ремонтно-восстановительных или профилактических работ. Конкретная схема распайки этих уголков-отводов или, при необходимости – прямых участков трубы, составляется заранее, исходя из конкретных условий установки отопительного прибора и разводки контура.
	Далее на трубу нужно наклеить текстолитовые палочки или же стержни, которые послужат основой для намотки индукционной катушки. Текстолит выбирается потому, что обладает отменными диэлектрическими качествами и не боится повышенных температур.
	По краям корпуса теплообменника из того же текстолита нужно сделать стойки-компенсаторы для концов проволоки, высотой в 12÷15 мм. Они потребуются для расположения клеммных контактов, через которые котел будет подключаться к инверторному аппарату.
	Катушка наматывается из изолированного провода сечением в 1,5 мм, который применяется для намотки в трансформаторах. Витки укладываются сверху текстолитовых стержней с шагом в 3 мм. Концы кабеля закрепляются на текстолитовых стойках-фиксаторах. Намотка должна состоять из целого отрезка хорошо изолированного кабеля, так как именно по нему будет проходить электрический ток, создающий электромагнитное поле, необходимое для разогрева сердечника-теплообменника.
	Для создания намотки потребуется 10÷10,5 м изолированного кабеля, из которого должно получиться 90 витков. Его длина и размер сечения была определена после просчета параметров катушки, расположенной на "родном" индукторе сварочного аппарата. Для подключения катушки к сварочному аппарату на концы намотанного провода закрепляются клеммы. Соединение нужно хорошо изолировать.

Всю эту конструкцию, в целях безопасности можно поместить в кожух, который послужит внешней изоляцией для прибора. Он должен быть изготовлен из диэлектрического материала , которым может послужить труба большого диаметра из ППР , ПВХ или ПЭ . В защитном кожухе предусматриваются отверстия для выпуска концов кабеля питания, выхода патрубков для врезки в контур отопления или горячего водоснабжения. Например, торцы можно заклеить заглушками, посадив на термостойкий клей и сделав в них или боковых частях кожуха отверстия для патрубков. Здесь, в принципе, широкое поле для фантазии мастера.

Испытание данного прибора можно осуществлять только после установки его в систему отопления и заполнения ее теплоносителем. В противном случае при нагреве полипропиленовая труба корпуса может быстро расплавиться.

На данной иллюстрации показана примерная схема автономного отопительного контура с установленным в нем индукторным котлом. Система состоит из следующих элементов и узлов:

1 - Подключение к электрической сети через преобразователь энергии. В рассмотренной выше конструкции в качестве него используется высокочастотный преобразователь сварочного инвертора.

2 - Сам индукционный водонагреватель.

3 - Элементы «группы безопасности», к которым могут относиться манометр, термометр, предохранительный клапан и автоматический воздухоотводчик .

4 - Шаровые краны, перекрывающие подачу воды на определенном участке контура, а также для подпитки или сливания воды из отопительного контура.

5 - Циркуляционный насос, необходимый для создания необходимого потока теплоносителя.

6 - механический (сетчатый) для очистки теплоносителя. Фильтрация теплоносителя позволяет существенно увеличить срок службы котельного оборудования.

7 - Мембранный расширительный бак, необходимый для компенсации температурного расширения воды или иного теплоносителя.

8 - Радиатор отопления. В системе, работающей от индукционного котла, эффективнее всего будет работать биметаллический или алюминиевый радиатор. Они отличаются небольшими объемами и очень высокой теплоотдачей.

9 - Линия для подпитки системы водой или ее опорожнения для проведения профилактических или ремонтных работ.

В заключение публикации необходимо еще раз подчеркнуть: если нет опыта работы с электротехническими изделиями, подзабылись знания начал физики, нет уверенности в своих навыках в слесарных и сантехнических работах, то за такое дело браться не стоит. Лучше всего будет приобрести индукционный котел в готовом виде или же, на крайний случай, заказать прибор у опытного мастера, который не только его изготовит, но проверит его работоспособность и безопасность в эксплуатации.

Видео: Мастер делится секретами самостоятельного изготовления индукционного котла

В современности, обогрев дома при помощи индукционного котла завоевывает всё большую популярность среди потребителей. В первую очередь благодаря высокому коэффициенту полезного действия, и соответственно значительно меньшему потреблению электроэнергии, нежели другие котлы.

Некоторые пользователи индукционных устройств предпочитают изготавливать их своими руками, а не приобретать в магазине. Большинство потребителей познакомились с индукционной технологией используя одноименные плиты.

Индукционный котел работает по принципу электромагнитной индукции, что делает его новатором в использовании такой энергии в среде силовой бытовой техники. Кроме того, отсутствие необходимости в топливе, кроме электроэнергии, делает его практически независимым от внешних ресурсов. Отзывы пользователей котлов красноречиво говорят, что газообразное, жидкое и твердое топливо доступно далеко не во всех регионах страны.

Обогрев дома происходит вследствие изменения в устройстве силы магнитного поля, на которое, в свою очередь, влияет сила тока. Магнитное поле замыкается внутри слоев обмотки и его напряженность напрямую зависит от того количества витков, которым обмотка охватывает катушку.

Как только внутрь катушки помещается металлический предмет (в нашем случае – сердечник) – внутри катушки появляются вихревые токи, которые еще называют токи Фуко. Они воздействуют на электрическое сопротивление металла, вследствие чего происходит нагрев поверхности системы трубок.

Эффект нагрева может изменяться в зависимости от величины напряженности магнитного поля, а также зависит от типа катушки и свойств материала, из которого она изготовлена.

Теплоноситель (наиболее часто используется вода) поступает в патрубок, что размещен в нижней части котла, и поднимается по зазору между стенками котла и его внешней трубой, нагреваясь при этом процессе. Оттуда вода попадает в сердечник, а уже через него – непосредственно в отопительные устройства, что обеспечивают обогрев дома.

2 Достоинства и недостатки

Индукционный нагреватель имеет массу достоинств и положительные отзывы перед остальными типами котлов, позволяющие производить обогрев дома практически без потерь тепла.

Вот лишь немногие из них:

• возможность работы от сетей разного типа тока, как переменного, так и постоянного, используя низкое напряжение;
• нагреватель имеет долгий срок службы, элементы, нуждающиеся в регулярной замене – отсутствуют;
• использует несложную технологию, подобную той, по которой работают индукционные плиты;
• котел представляет собой монолитное и герметичное устройство, что существенно уменьшает возможность протечки;
• конструкция и технология работы гарантирует отсутствие накипи;
• имеет второй класс электро- и пожаробезопасности, кроме того в конструкции не предусмотрен дымоход, что уменьшает габариты изделия;

В современных системах отопления для минимизации экономических затрат и повышения КПД установок применяют более совершенное оборудование. Индукционный котел для частного дома – отличная альтернатива классическим моделям с ТЭНами.

Главным преимуществом индукционных котлов является быстрый подогрев теплоносителя, поэтому данные модели кроме отопления применяют для подогрева воды.

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.

Достоинства

• Экономичность. По сравнению с аналогичными моделями затраты на эксплуатацию на 20% меньше. КПД индукционной установки более 97%, что выше, чем у классических моделей (за счет того что потери тепла на нагрев индукционной катушки минимальны).
  Затраты электроэнергии на производства тепла значительно меньше, чем при сжигании угля или газа.
• Быстрый нагрев теплоносителя.
• Долговечность. При соблюдении правил эксплуатации и регулярных техосмотрах индукционные котлы могут проработать до 40 лет.
  В связи с отсутствием подвижных соединений отсутствует износ деталей. Применение меди увеличивает срок эксплуатации обмотки. В современных моделях сердечник выполнен из упрочненных материалов, которые могут работать в агрессивных средах несколько десятков лет.

Важно знать! Срок эксплуатации зависит от качества транзисторов. Известные торговые марки предлагают гарантию безотказной работы до 10 лет.

• Отсутствие накипи. Из-за постоянной вибрации отложения не могут задержаться на поверхности приборов даже при условии перенасыщения теплоносителя известью. На сердечнике постоянно присутствуют пузырьки воды, которые отталкивают частицы накипи.
• Компактность. Размеры индукционных котлов позволяют устанавливать их в ограниченном пространстве. Они не требуют постоянного обслуживания, отдельного помещения и сооружения дымохода.
• Бесшумность. Индукционные модели не создают акустических колебаний (шум издают циркуляционные насосы).
  Важно! Существует множество циркуляционных насосов, работа которых не создает дополнительных шумов.
• Безопасность. Для корректной работы и исключения аварийных ситуаций используют УЗО и дифавтоматы, на корпусах котлов устанавливают специальная отключающая автоматика.
• Пожаробезопасность. В отличие от газовых и твердотопливных котлов, при работе индукционных отсутствует открытый огонь.
• Простота монтажа. При минимальных навыках работы с электроприборами и обращении установить котел можно самостоятельно.

Недостатки

• Высокая стоимость. Индукционные модели в 1,5-2 раза дороже классических котлов на газе или твердом топливе.
• Наличие радиопомех в непосредственной близости к котлоагрегату.
• Большая масса. Котлы состоят из металлических частей. Модели высокой мощности не следует крепить на стены, т.к. существует высокая вероятность обвала.
• Монтаж индукционного котла приемлем только для закрытых систем отопления с давлением не более 0,3 мПа.

Котлы ВИН

Разработаны для обогрева больших частых домов и коттеджей, садовых и дачных домиков, многоэтажных строений, промышленных объектов.

Котел с вихревым индукционным нагревателем состоит из основных узлов:

• Цилиндрического теплообменника.
• Первичной катушки – большое количество витков провода, которая помещена в цилиндрический корпус.
• Магнитопровода.
• Входного и выходного патрубка.
• Клеммной коробки, необходимой для подключения к электросети.
• Блока управления с терморегулятором.

Важно знать! Устройство сконструировано таким образом, что отсутствует вероятность перегрева внутренних элементов системы. Применение компаунда позволяет металлическим поверхностям выдерживать температуру до 185 градусов.

Принцип работы

Холодный теплоноситель попадает в агрегат через нижний патрубок. После нагрева вода подается в отопительную систему через верхний патрубок. Контроль температуры осуществляется при помощи термостата и терморегулятором.

Из-за особенностей конструкции агрегат всегда работает на максимальном уровне. Поэтому для получения экономического эффекта необходимо применять циклический подогрев и подключение датчиков температуры теплоносителя. После выставления требуемого температрурного режима автоматика отключает индукционный нагрев по достижении критической отметки. После остывания теплоносителя автоматика также включает котлоагрегат, создавая непрерывный цикл подогрева.

Важно! Применение устройств для регулирования напряжения нерационально.

Однофазные котлы ВИН производятся небольшой мощности, т.к. с повышением мощности сила тока увеличивается до 50 А, что требует прокладки новых бытовых электропроводок кабелями больших сечений.

Для увеличения мощности котлоагрегата с ВИН необходимо приобрести и установить дополнительные водогрейные блоки или использовать трехфазное подключение.

Важно! При покупке индукционного котла также следует предусмотреть приобретение бесперебойного источника питания. Для частных домов лучшим вариантом является транзистор.

Схема монтажа

Индукционные котлы типа SAV

Применяются для систем автономного и комбинированного отопления, систем горячего водоснабжения, резервного источника отопления, поддержания заданной температуры в промышленных установках (реакторах).

Преимуществом SAV котлов является возможность дистанционного регулирования температуры и полная автоматизация отопительного процесса.

Представляют собой индуктор, систему короткозамкнутых каналов и труб и нагревательный элемент – сердечник. Подогрев теплоносителя происходит за счет образования электромагнитного поля и преобразования электрической энергии в тепловую.

Важно! Из-за разветвленности системы установки имеет КПД, приближающийся к 100%.

Котлоагрегаты производятся трех типов:

• Маломощные. 2,5-10 кВт. Для небольших частных и дачных домов.
• Средней мощности. 15-60кВт. Для административных и многоэтажных жилых зданий.
• Большой мощности. 100-500 кВт. Применяются в промышленных установках.

Заключение

Индукционные котлы имеют ряд преимуществ перед моделями с ТЭНами. Высокая стоимость оборудования полностью окупается за несколько сезонов, при этом агрегаты не требуют постоянного обслуживания и сооружения дымохода.

Ощутимую конкуренцию газовым и ТЭНовым отопительным приборам создают индукционные котлы отопления. На рынке они позиционируются как одни из самых экономичных. Начали их использовать еще в восьмидесятые годы в промышленных целях. Бытовые модели впервые были представлены в середине 90-х, а за более чем тридцатилетнюю историю они претерпели множество изменений.

Первое знакомство

Индукционный котел в работе

Само название говорит о том, что в основу работы котла заложен принцип электромагнитной индукции. Чтобы понять суть процесса, достаточно через катушку из толстой проволоки пропустить большой ток. Вокруг устройства обязательно возникнет сильное электромагнитное поле. И если поместить в него любой ферромагнетик (металл, который притягивается), то он довольно быстро нагреется.

Самый простой пример индукционного источника тепла - катушка, намотанная на трубу из диэлектрика. Нужно только внутрь поместить стальной сердечник. Подключенная к источнику электричества катушка будет греть металлический стержень. Теперь осталось подсоединить устройство к магистрали, по которой циркулирует теплоноситель, и примитивный индукционный котел начнет генерировать тепло.

Весь принцип работы можно описать несколькими предложениями. Электрическая энергия генерирует электромагнитное поле. Под действием электромагнитных волн нагревается металлический сердечник. Избыточное тепло от стержня передается теплоносителю (этиленгликоль, масло или вода).

Интенсивный нагрев жидкости порождает конвекционные потоки. Горячий теплоноситель стремится вверх, и его силы достаточно для работы небольшого контура. В магистралях большой протяженности необходимо устанавливать циркуляционный насос.

Правда и мифы

В специализированных магазинах нередко можно услышать удивительные характеристики, которые приписывают данному отопительному оборудованию. К сожалению, не все они соответствуют действительности. Ради увеличения продаж менеджеры отделов иногда лукавят. Самое время рассмотреть основные тезисы, которыми они оперируют.

Новизна

Утверждение: передовая инновационная разработка на основе физических принципов.

• Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции в 1831 году.
• В промышленности со второй половины ХХ века индукционные печи успешно использовались для плавления стали.

Никаких новшеств, а тем более новаторских технологий с той поры не реализовано. Это хорошо известный принцип, который нашел свое новое применение и помог производителям занять доселе свободную нишу.

Экономичность

Вихревые индукционные нагреватели

Утверждение: индукционные котлы используют на 20-30% меньше энергии, чем другие электрические аналоги.

1. Любой нагревательный прибор 100% используемой энергии превращает в тепловую - при условии, что он не выполняет механической работы. Коэффициент полезного действия может быть и меньше. Все зависит от рассеивания тепла вокруг прибора отопления.
2. Время достижения необходимой температуры теплоносителя напрямую зависит от эффективности работы нагревательного элемента. Всякие высказывания о том, что индукционные модели потребляют меньше электричества, являются не чем иным, как уловками. Закон сохранения энергии незыблем. Для получения одного киловатта тепла необходимо истратить не меньше 1 кВт электричества.
3. Часть тепла неизбежно будет расходоваться вхолостую. К примеру, греется сама катушка, поскольку сопротивление проводника не нулевое. Впрочем, потери в любом случае остаются в доме, а не улетают через дымоходные каналы.

Выводы вполне очевидны - делающий подобные заявления менеджер занимается откровенным надувательством, или сам введен в заблуждение.

Долговечность

Утверждение: оборудование безотказно работает не меньше четверти века. Его надежность несопоставима с иными электрическими аналогами.

1. Механический износ котлов данного типа невозможен в принципе, поскольку на них нет подвижных деталей.
2. Медная обмотка имеет приличный запас прочности. При условии надлежащего охлаждения она может прослужить неограниченно долго. Пробои изоляции для нее тоже не страшны. Дело в том, что витки наматываются не впритык, а через небольшие промежутки.
3. Сердечник будет постепенно разрушаться в любом случае. На него могут воздействовать агрессивные примеси, не придает прочности и постоянный цикл «нагревание-остывание». Однако данный процесс настолько растянут во времени, что до его завершения может пройти не один десяток лет.
4. Схема управления включает несколько транзисторов. Вот они-то и определяют срок безотказной работы всего оборудования. Производители комплектующих, как правило, декларируют десятилетнюю гарантию. Впрочем, нередки случаи, когда они беспроблемно отрабатывали 30 и больше лет - все зависит от технологического процесса.

Таким образом, индукционные котлы в любом случае будут работать намного дольше ТЭНовых аналогов. Нагревательные элементы последних могут потребовать замены уже через несколько лет.

Незаменимость характеристик

Котлы индукционные нового поколения

Утверждение: приборы с традиционными нагревательными элементами теряют в мощности через образование накипи. Здесь этот процесс отсутствует, и технические параметры не меняются десятилетиями.

• Влияние накипи несколько преувеличено. Во-первых, сам по себе слой извести не характеризуется высокими теплоизолирующими качествами. Во-вторых, в замкнутом водовороте образование большого количества известковых отложений маловероятно.
• Относительно сердечника индукционного котла содержание тезиса справедливо. На нем невозможно образование накипи даже при условии, что теплоноситель перенасыщен известковыми включениями.

Отложения попросту не могут удержаться на поверхности, которая постоянно вибрирует под воздействием электромагнитного поля. К тому же на сердечнике регулярно образуются пузырьки воды, которые разрушают всякую накипь. Очевидно, что данное утверждение правдиво в отношении индукционных котлов, но не справедливо для других электрических нагревательных приборов.

Бесшумность

Утверждение: при работе индукционного оборудования абсолютно отсутствует шум. Этим он выгодно отличается от других электрических аналогов.

Вихревой индукционный котел

• Любой электрический бойлер не шумит при нагреве воды, потому что попросту отсутствуют акустические колебания.
• Шум могут создавать только циркуляционные насосы. Впрочем, если работа системы отопления основана на использовании конвекционных потоков, то и этот шум будет исключен.
• Если же гидравлическое сопротивление вынуждает прибегнуть к принудительной циркуляции, то на рынке сегодня существует множество бесшумных насосов для отопительных систем. Так что заявления продавцов в этом случае вполне справедливы.

Компактность

Утверждение: размеры индукционных котлов невелики, что позволяет устанавливать их в любом помещении.

Реалии: на самом деле так оно и есть. Устройства представляют собой отрезок трубы, не требующий отдельного места. Тезис ничуть не искажает действительность.

Безопасность

Утверждение: котел абсолютно безопасен.

Реалии: в случае утечки теплоносителя электромагнитное поле автоматически не исчезнет. Нагрев сердечника будет продолжаться, и если не прекратить электроснабжение, то крепление и корпус оплавятся через несколько секунд.

Поэтому при монтаже необходимо предусмотреть автоматическое отключение котла в такой ситуации. Так что безопасность котла находится на таком же уровне, как и в ТЭНовом оборудовании.