Электрический индукционный котел для отопления и его схема

Индукционные котлы отопления не так распространены, как газовые или электрические, но, несмотря на довольно высокую стоимость, понемногу завоевывают рынок сбыта, благодаря своим уникальным техническим характеристикам.

Устройство и принцип работы котла

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

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

Принцип работы индукционного котла

Нагрев теплоносителя производится за счет использования явления электромагнитной индукции. На катушку из толстого проводника подается переменный высокочастотный электрический ток. Внутри и вокруг нее создается электромагнитное поле.

Внутри располагается стержень из материала, который магнитится. Вихревые токи, воздействуя на стержень, разгоняют молекулы внутри него, за счет чего он очень быстро нагревается.

Принцип работы индукционного котла

Вокруг стержня циркулирует жидкий теплоноситель, забирая избыточное тепло, и доставляет его в радиаторы по всему помещению. Движение теплоносителя в контуре отопления может происходить естественным образом за счет конвекции. В больших системах дополнительно ставится система циркуляционных насосов, которая обеспечивает движение воды внутри батарей.

Понимая принцип работы устройства, можно придумать, как сделать самому подобный аппарат. Рассмотрим один из самых легких способов.

Приступая к работе

Схема индукционного нагервательного аппарата.

Система индукционного котла имеет довольно простую конструкцию, а значит соорудить ее своими руками может практически каждый человек, у которого есть хотя бы минимальные знания как пользоваться кусачками и сварочным инвертором.

  1. Используйте сварочный инвертор с регулировкой тока.
  2. Выберите фрагменты из катанки или нержавеющей проволоки (оптимальный диаметр – 7 мм, длина – около 5 см).
  3. Для изготовления корпуса нагревателя вам понадобится пластиковая труба, у которой диаметр около 5 см.
  4. Для того чтобы присоединить прибор к сети отопления, вам понадобятся переходники, специально предназначенные для этого. Через них теплоноситель будет поступать в холодном виде в котел, а выходить из него уже в нагретом виде.
  5. Закройте дно вашей пластиковой трубки металлической сеткой с небольшими ячейками. Это нужно, для того чтобы мелкие кусочки проволоки не выпадали.
  6. Затем заполните трубу фрагментами проволоки и закройте верхнее отверстие трубы еще одной такой же металлической сеткой.
  7. Чтобы изготовить индукционную катушку, максимально плотно и аккуратно намотайте на трубу 90 витков медного или эмалированного провода.

Итог выполненной работы:

После проделанной работы получится устройство, которое нужно присоединить к системе отопления. Для этого вырежьте часть трубы и установите на ее место индукционный котел. Далее соедините катушку с инвертором, затем можете заполнить систему водой. Следует помнить, что устройство используется только при наличии теплоносителя в системе. Если включить котел без воды или другого теплоносителя, пластиковая труба может расплавиться и весь ваш труд пойдет на смарку. Также очень важно качественно заземлить нагревательное устройство, сделанное своими руками.

Читайте также:  Как сложить простую печку всего из 250 кирпичей: порядовка

Компоненты индукционного водонагревателя

Самое простое устройство генерации тепла на основе вихревых потоков представляет собой электрический индуктор, который состоит из нескольких обмоток:

  • первичной;
  • вторичной.

В первичной обмотке электроэнергия преобразуется в вихревые токи, а затем направляет магнитное поле на вторичную. Далее созданная электромагнитная энергия передается теплоносителю, нагревая его. Вторичная обмотка представляет собой одновременно нагревательный элемент и корпус индукционного котла. Он состоит из:

  • внешней обмотки;
  • сердечника;
  • электроизоляции;
  • тепловой изоляции.
Компоненты индукционного водонагревателя

Работа индукционного нагревателя

Для поступления холодной воды в агрегат и выхода горячей в систему отопления монтируются два патрубка. Для циркуляции жидкости встраивается насос. Перегрев воды при работе отопительной системы не происходит, так как жидкость постоянно циркулирует – подается остывшая, а выводится горячая. Устанавливать такие водонагреватели для обогрева можно практически в любых помещениях. За счет конструкционных особенностей системы снижается вес и размеры нагревательного элемента, а теплоотдача – существенно увеличивается. Теплоноситель в итоге получает около 97-98%% энергии без существенных потерь.

Внимание! Для монтажа индукционного нагревателя какой-либо серьезной перепланировки отопительной системы делать не нужно, этот агрегат в нее просто встраивается.

Виды индукционных котлов для отопления

Различаются два типа устройств с вихревыми токами для нагрева теплоносителя. Первый тип – подача на первичную обмотку напряжения сети 220 в 50 герц, второй – подача напряжения через инвертор. Прибор преобразует стандартное напряжение электросети в токи высокой частоты, примерно в 20 килогерц.

Также различаются используемые материалы – в индукционных котлах SAV замкнутые теплообменники выполнены из стальных труб, а вихревые котлы оснащены теплообменниками из ферромагнитного материала.

Для чего требуется инвертор? Для того чтобы сделать электрокотел индукционный для отопления более надежным, компактным, экономичным и практичным. Однако применение меди для обмотки и сплавов теплообменника, блока автоматики делает инвертор дорогим прибором и это единственная причина по которой индукционные котлы стоят больше, чем электрический обычный котел с ТЭНом.

Рекомендуем к прочтению:Двухконтурный электрический котел для водоснабжения и отопления

Выбирая индукционное отопление, сначала нужно подобрать тип котла:

  1. SAV. Отопительное оборудование без инверторов, работающее от стандартного электроснабжения (50 герц), подаваемоемого на индуктор. Вторичная обмотка представляет собой сеть тонких стальных труб теплообменника и быстро прогревается токами Фуко. Транспортировка носителя принудительная, установлен циркуляционный насос. В ассортименте предлагается оборудование с напряжением в 220 V, 380 V.

На заметку! Котлы SAV мощностью в 2,5 кВт справляются с обогревом площади до 30 м2.

  1. ВИН. Это индукционные котлы вихревые, для работы которых нужен инвертор, преобразующий частоту электросети. Котлы отличаются облегченной массой, компактными размерами. Теплообменник выполнен из ферромагнитного сырья, магнитопровод и вторичная обмотка представлены как в виде теплообменника, так и корпуса котла. В комплектацию оборудования включены блок автоматического управления, насос приточный и циркуляционный.
Читайте также:  Как сделать систему газового отопления загородного дома

На заметку! Котлы ВИН мощностью 3 кВт справляются с обогревом дома площадью 40 м2.

Устройство и основные элементы котла

Если рассматривать конструкцию прибора, то представляется схема индукционной плиты. Котлы также состоят из нескольких основных элементов:

  • Индуктор. Тип трансформатора с двумя обмотками. Первая дополняет сердечник, из-за чего именно в этом элементе образуется электромагнитное поле, выделяющее вихревые токи. Корпус котла является вторичной обмоткой, принимающей токи, а затем передающей тепловую энергию теплоносителю.
  • Нагреватель. Элемент представляет собой сердечник катушки и выглядит как труба значительного диаметра или несколько трубок меньшего сечения, соединенных параллельно.
  • Патрубки. Нужны для соединения агрегата в тепловую сеть, один патрубок является подающим, второй обратным. По первому внутрь котла поступает теплоноситель, по второму выходит и транспортируется в контур отопительной системы.
  • Инвертор. Прибор, преобразующий постоянный ток в высокочастотный.

Совет! Если хозяин решил сделать индуктивный котел отопления своими руками, необходимо продумать тип материалов для основных элементов. Можно использовать инвертор от аппарата для сварки, патрубки продаются в магазинах.

Заключение

Конструирование и изготовление индукционных котлов – процесс непростой и требующий серьезного подхода. Представленные примеры показывают, что на данный момент пока не удалось создать надежный и работоспособный в каждой системе отопления самодельный агрегат. Экспериментальные модели нельзя предложить домовладельцам, которые хотели бы своими руками изготовить подобный индукционный нагреватель в домашних условиях.

Хорошая статья в тему: Как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора.

Рекомендуем: Индукционный котел для отопления: правда и мифы Как выбрать электрический котел для частного дома Как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора

Материалы и инструменты

Перед тем, как начать сборку индукционного котла, прежде всего, нужно позаботиться о наличии всех необходимых материалах для его изготовления, а также, чтобы под рукой были требуемые для работы инструменты.

Для конструирования будут нужны:

  • отрезок пластиковой трубы, который будет являться корпусом агрегата;
  • стальная или нержавеющая проволока, которая будет являться своего рода нагревательным элементом;
  • медная проволока необходима для создания индуктора;
  • шаровые краны и переходники будут нужны для подключения индукционного котла к отопительной системе;
  • инвертор, желательно от сварочного аппарата;
  • циркуляционный насос;
  • кусачки;
  • плоскогубцы.

Когда все готово из вышеперечисленного списка, можно приступать непосредственно к сборке котлоагрегата.

Процесс производства индукционного котла

Для того чтобы изготовить вихревой прибор отопления необходим следующий инструмент:

  • Сварочный инвертор (как для сборки корпуса, так и для последующего подключения котла).
  • Болгарка.

Для корпуса понадобятся:

  • Металлические трубы таких диаметров, чтобы свободно входили друг в друга (зазор около сантиметра).
  • Патрубки (сгоны) для монтажа на трубы отопления.
  • Проволока.
Процесс производства индукционного котла

Самодельный индукционный котел

Инструкция:

  1. Варятся два «стакана» один большего диаметра, другой меньшего. Так, чтобы входили друг в друга. Внешний будет корпусом прибора, а на внутренний по слою изоляции наматывается катушка, концы которой выводятся через дно верхнего «стакана».
  2. Соединить детали корпуса можно либо фланцами, либо заварить намертво. Фланцевое соединение позволит в дальнейшем разбирать и собирать прибор, не прибегая к грубым методам.
  3. Когда две детали соединяются, то получается лабиринт, в котором нагревается теплоноситель.
  4. С помощью сгонов, полученный прибор соединяется с системой отопления. Его приваривают, либо прикручивают муфтами. При монтаже важно помнить, что холодная вода будет поступать снизу, а выходить горячая сверху.
  5. Электрику лучше располагать выше котла, чтобы в случае протечки избежать замыкания.
Читайте также:  Полная и полезная информация об ультрафиолетовых обогревателях


Так как вихревой котел относится к сложным изделиям, за его изготовление лучше не браться, если вам не до конца ясен принцип работы или вы сомневаетесь, что сможете все сделать качественно и правильно.

Примеры конструкций самодельных вариантов

Самодельные обогреватели монтируют на небольших радиаторах, которые можно при необходимости переносить, им даже не требуется циркуляционный насос.

Другой вариант индукционный котел, смонтированный параллельно основному котлу отопления. В системе уже предусмотрен циркуляционный насос. Устанавливается вертикально.

Метод электромагнитной индукции широко применяется в промышленности. Постепенно технология перешла и в бытовую сферу. Приборы, работающие на принципе индукции, можно встретить в магазинах все чаще. Индукционный водонагреватель конструктивные особенности, преимущества и недостатки, читайте далее.

Возможно, вам интересно будет узнать о том, что такое кварцевые обогреватели и чем они хороши. Об этом читайте тут.

Несмотря на то что газ вытесняет все остальные виды источников отопления, дровяные печи все же остаются востребованными. В этой теме -oborudovanie/pechi/ вы узнаете, какая дровяная печь лучше металлическая или кирпичная. Разберем также плюсы и минусы печного отопления.

Как сделать индукционный котел отопления своими руками

Противники установки индукционных котлов приводят закон сохранения – 1 кВт электроэнергии способен выработать тепловой энергии так же не больше 1 кВт. Да, любой водонагреватель, потребляя 1кВт электроэнергии, производит также 1 кВт энергии. Но не вся она тепловая. Более продуктивными в производстве тепловой энергии являются именно индукционные водонагреватели, в сравнении с ТЭНовыми. Сделать самодельный индуктивный водонагреватель не сложно. Используемые при этом материалы можно найти без особого труда и не высокой цене. Схема такого индуктивного устройства довольно проста.

Чтобы правильно сделать индукционный котел отопления, нужно изучить советы специалистов и посмотреть обучающее видео

Для преобразования электроэнергии в тепловую, необходим:

  • Индуктор;
  • Переменный ток 50 Гц;
  • Сердечник из материала, к которому «липнет» магнит;
  • Чертежи котла индукционного отопления (найти не проблема).
Как сделать индукционный котел отопления своими руками

Для корпуса индукционного котла нужно взять трубу диаметром 5 см. Трубу заполняют кусочками проволоки, 5-7 см, диаметром не более 7 мм. Для соединения котла с системой труб, понадобятся переходники. Схема системы отопления поможет определиться с характеристиками.

Лучше установить автоматическое отключение электроэнергии при утечке теплоносителя. В этом случае, электромагнитное поле не исчезнет, если не отключить подачу электроэнергии, и корпус с креплениями попросту расплавятся.

Делаем индукционную катушку – главный элемент нагревания. Для этого берем медную проволоку, обматываем ее вокруг корпуса, приблизительно 85-99 витков. Интервал между витками соблюдаем равный. Простейший индукционный котел готов. Такой индуктор можно установить в любом месте трубопровода. На этом же принципе работает индукционный парогенератор.