Индукционный нагреватель: схемы самостоятельного изготовления

В современных системах водяного отопления используются котлы различного типа. Если рассматривать электрические водяные котлы, то они по способу разогрева теплоносителя подразделяются на три основных категории:

Классификация

  1. ТЭНовые. В таких котлах вода или другая жидкость разогревается с помощью ТЕНов – специальных нагревательных элементов.
  2. Электродные. Разогрев теплоносителя происходит с помощью электродов. Так как вода является проводником электричества, то в камере котла между двумя электродами создается электрический потенциал, и вследствие этого происходит нагрев воды.
  3. Индукционные. Конструкция этого котла для отопления частного дома напоминает трансформатор, в котором роль нагревателя выполняет металлический сердечник, который находится в магнитном поле. Это относительно новый тип электрокотлов, который с каждым днем приобретают все большую популярность.
Классификация

Индукционный котел промышленного изготовления

Как самому сделать индукционный котел

Вот что сотворили два электронщика

На сайтах производителей имеется только общая информация с демонстрацией принципов работы и никаких схем. Оно, в общем-то, и понятно.

Как самому сделать индукционный котел

Те модели, которые предлагают сделать: пластиковую трубу заполнить отрезками проволоки и сверху намотать проволоку, может, и работают, но явно недоделаны. Необходима серьезная защита: витки катушки оказываются сверху, а по ним бежит ток. Причем из сети 220 В. К тому же нет никакого контроля температуры, что чревато: пластик ведь плавится. Требуется также расчет скорости движения теплоносителя и еще много чего. В общем, небезопасно это.

Это вся схема элементарного индукционного котла, который предлагают сделать своими руками

Ниже расположено видео, в котором представлен один из вариантов такого самодельного индукционного котла отопления. В исполнении он несложен:

Как самому сделать индукционный котел
  • В толстостенную пластиковую трубу (на видео — полипропилен с алюминиевым армированием) набиваются металлические элементы. В каких-то вариантах это небольшие куски металлической проволоки 5-7 мм диаметра, в этом видео — проволока магнитного фехраля, которая не будет ржаветь, но магнититься.
  • С двух сторон на трубу надевается стека. Она не даст проваливаться металлическим элементам.
  • С обоих закрытых концов устанавливаются фитинги, при помощи которых котел (уже котел) устанавливаться будет в систему. Примерная схема установки изображена на рисунке.

Схема подключения индукционного котла в систему отопления. Обратите внимание на необходимость группы безопасности

По словам самого автора этого котла, вода греется слабо. Требуется большая мощность (у него порядка 1,8 кВт а нужно 3 кВт).

Как самому сделать индукционный котел

Подведем итоги

Если у Вас нет специальной посуды, а плита — индукционная, то применение самодельного адаптера выручит в данной ситуации. Ведь далеко не всегда есть финансовая возможность сменить комплект кастрюли и сковородок.

Как подобрать адаптер для плиты индукционной? Сделать самостоятельно, вырезав круг из нержавеющего металла, соответствующий диаметру конфорки. Если нет возможности приобрести специальную посуду для индукционной плиты или готовый адаптер фабричного производства, можно постараться и сделать его самостоятельно.

Подведем итоги

Адаптер под индукционную плиту – отличная возможность экономии без ущерба для варочной поверхности. Внимательно изучив информацию, которая была представлена в статье, можно успешно создать диск адаптера и пользоваться им, пока не появится возможность сменить комплект сковородок и кастрюль. Ведь керамическая поверхность варочной плиты с индукционной системой функционирования не позволяет применять обычные виды посуды.

Плюсы и минусы индукционных котлов

Индукционный котел заводской сборки

Плюсы и минусы индукционных котлов

Действительно ли этот тип теплоснабжения насколько эффективен, как его рекламируют производители? Читая отзывы об индукционном отоплении нельзя сделать однозначный вывод. Многие потребители жалуются на большой расход электроэнергии, некоторые самодельные модели котлов явно опасны в эксплуатации.

Читайте также:  Газовый отопительный котел для частного дома и его устройство

До того, как делать индукционный котел отопления своими руками, подбирать для него компоненты и комплектующие – рекомендуется детально ознакомиться с плюсами и минусами этого типа теплоснабжения.

Плюсы и минусы индукционных котлов

Преимущества:

  • Быстрое повышение температуры теплоносителя до требуемого уровня. В отличие от работы ТЭНов индукционный нагрев воды для отопления не требует дополнительных изоляционных материалов. Т.е. тепловая энергия от стержня передается непосредственно теплоносителю;
  • Долгий срок службы. Это обусловлено отсутствием движущихся частей и высокой надежностью материалов изготовления;
  • Небольшие размеры конструкции;
  • Не происходит формирование накипи на внутренних стенках. Это связано с небольшой вибрацией стержня во время его работы. Однако если читать отзывы об индукционных котлах отопления, то никто не жалуется на высокий уровень шума.
Плюсы и минусы индукционных котлов

Но наряду с этим нужно учитывать и отрицательные моменты эксплуатации отопительных котлов этого типа:

  • Высокая стоимость заводских моделей. По-настоящему качественные электрические индукционные котлы отопления делаются с применением современных материалов, стоимость которых в большей степени и обуславливают высокую цену. Поэтому самодельные модели значительно уступают по качеству и техническим параметрам заводским;
  • Для установки котлов мощностью более 7 кВт потребует обустроить электросеть 380 В. В противном случае нагрузка не позволит работать оборудованию в нормальном режиме;
  • В случае отсутствия воды во время работы индукционной печи отопления произойдет перегрев и выход ее из строя. Поэтому в конструкцию должны входить датчики давления, которые соединяются с автоматическим выключателем. При падении давления будет выполнено автоматическое отключение устройства.
Плюсы и минусы индукционных котлов

Определившись, что все-таки необходимо делать индукционное отопление самостоятельно – можно приступать к выбору оптимальной схемы котла и расчету его параметров.

Индукционный принцип нагрева уже не один десяток лет применяется в сталелитейной промышленности для нагрева металла. Именно из этой отрасли и пришли индукционные отопительные котлы.

Собираем индукционный котел своими руками

По мере использования становятся очевидными другие достоинства индукционного отопления. Срок пользования оборудованием никак не ограничен. Полученную конструкцию не нужно никак обслуживать, даже чистить. Максимум протереть пыль поверхности.

Устройство индукционного котла

Создать дешевую систему отопления индукционного типа в своем жилище— дело нехитрое, под силу любому. Специального образования получать не нужно. Изучать теорию отопления тоже не потребуется. Достаточно иметь под рукой необходимые инструменты и исходные материалы, чтобы воплотить задумку в жизнь.

Собираем индукционный котел своими руками

Изготовить индукционный котел своими руками вполне реально. Что для этого понадобится? Сварочный инвертор — для быстрой и легкой сборки корпуса и подсоединения труб отопления. Далее нужно подобрать материалы, которые будут нагреваться с помощью электромагнитного поля. Опыт показывает, что самыми эффективным и недорогим вариантом станет стальная проволока. Диаметром не более 7 мм. Ее нужно разрезать на части длиной не более 5 см.

В качестве корпуса индукционного электрокотла проще всего использовать обыкновенную пластиковую трубу, внутренний диаметр которой также не превышает 5 см. В нем необходимо расположить основу индукционной катушки. Для этих целей лучше подобрать трубу с толстыми стенками. В этой части аппарат будет происходить нагрев. Такой котел отопления станет участком трубопровода с теплоносителем.

Подключение индукционного котла к системе отопления — один из ключевых этапов. Для этого используются специальные переходники, которые соединят трубы отопления с механизмом. Теплоноситель через переходник будет поступать в индукционный котел, нагреваться там, затем обогревать всю систему отопления. Таким образом, переходник должен быть подведен с самому основанию корпуса котла.

Дно пластикового корпуса нужно выложить металлической сеткой. Она станет барьером от выпадения кусочков стальной проволоки. Короткими проволочными отрезками, необходимо заполнить всю полость трубы. Хорошо, если кусочки будут короткими, не более 5 сантиметров. Так труба будет заполнена более основательно.

Читайте также:  Основные виды электрического теплого пола

Пластиковая труба в качестве корпуса

Индукционная катушка выступает в этой конструкции главным нагревательным элементом. Изготавливать катушку для котла нужно из эмалированной медной проволоки. На уже подготовленный корпус будущего электрического прибора необходимо намотать этот медный провод. 90 витков.

Собираем индукционный котел своими руками

Важный момент: во время обмотки нужно следить, чтобы расстояние между витками было максимально одинаковым. Теперь индуктор готов для подключения к системе отопления.

В результате такой работы получается небольшого размера устройство, которое подключается в любой части обогревательной системы. Необходимо лишь вырезать кусок трубопровода, а вместо него с помощью переходников, установить индукционный аппарат. Нужно помнить, что катушка подключается к инвертору высокой частоты. И может использоваться только в системах, заполненных носителем тепла: водой, антифризом, маслом и так далее. Иначе корпус не выдержит нагрева и расплавится.

В результате на изготовление индукционного котла были потрачены совсем небольшие средства. При этом скорость нагрева батарей отопления увеличивается вдвое.

Схема индукционного нагревателя

Благодаря открытию М. Фарадеем в 1831 году явления электромагнитной индукции в нашей современной жизни появилось множество устройств, нагревающих воду и другие среды. Мы каждый день пользуемся электрочайником с дисковым нагревателем, мультиваркой, индукционной варочной панелью, поскольку реализовать это открытие для быта удалось только в наше время. Ранее оно использовалось в металлургической и других отраслях металлообрабатывающей промышленности.

Схема индукционного нагревателя

Заводской индукционный котел использует в своей работе принцип воздействия вихревых токов на металлический сердечник, помещенный внутрь катушки. Вихревые токи Фуко имеют поверхностную природу, поэтому есть смысл задействовать в качестве сердечника полую металлическую трубу, сквозь которую протекает нагреваемый теплоноситель.

Схема индукционного нагревателя

Принцип действия индукционного нагревателя

Возникновение токов обусловлено подачей на обмотку переменного электрического напряжения, вызывающего появление переменного электромагнитного поля, меняющего потенциалы 50 раз в секунду при обычной промышленной частоте 50 Гц. При этом индукционная катушка выполнена таким образом, чтобы ее можно было подключить к сети переменного тока напрямую. В промышленности для такого нагрева используют токи высокой частоты – до 1 МГц, поэтому добиться работы устройства при частоте 50 Гц достаточно непросто.

Схема индукционного нагревателя

Толщина медной проволоки и количество витков обмотки, которую используют индукционные нагреватели воды, рассчитано отдельно для каждого агрегата по специальной методике под требуемую тепловую мощность. Изделие должно работать эффективно, быстро нагревать протекающую по трубе воду и при этом не перегреваться. Предприятия вкладывают немалые средства в разработку и внедрение подобных продуктов, поэтому все задачи решены успешно, а показатель КПД нагревателя составляет 98%.

Помимо высокой эффективности особо привлекает скорость, с которой происходит нагрев протекающей через сердечник среды. На рисунке представлена схема работы индукционного нагревателя, сделанного в заводских условиях. Такая схема применена в агрегатах известной торговой марки «ВИН», выпускаемых Ижевским заводом.

Схема индукционного нагревателя

Схема работы нагревателя

Долговечность работы теплогенератора зависит только от герметичности корпуса и целостности изоляции витков провода, а это получается достаточно большой период, производители декларируют – до 30 лет. За все эти достоинства, которыми в действительности обладают данные аппараты, надо выложить немалые деньги, индукционный нагреватель воды – самый дорогой из всех видов отопительных электроустановок. По этой причине некоторые умельцы взялись за изготовление самодельного прибора с целью задействовать его в отоплении дома.

Схема индукционного нагревателя

А стоит ли рисковать?

Конечно, для того чтобы соорудить индукционный котел своими руками для отопления вашего дома, нужно будет потратить немало усилий. Зато в итоге вас ждет экономичный эффект, материалы для работы дешево стоят, и их можно приобрести в строительных магазинах, главное – такое устройство может прослужить вам верой и правдой около 30 лет. Главное выполнить все качественно и не спеша. вы смело можете отбросить любые сомнения по поводу того, сможете ли вы сделать индукционный котел для отопления своими руками. Если грамотно воспользоваться всей доступной информацией и придерживаться правил конструирования таких аппаратов можно добиться стопроцентного успеха поставленной задачи.

Внутренне устройство

Конструктивно индукционный электрический котел отопления представляет собой трансформатор, заключенный в сварную металлическую оболочку. Под кожухом находится теплоизолирующий слой. Катушка располагается в отдельном отсеке, герметично заизолированном от рабочего пространства. Такое размещение безопасно, потому что полностью исключает контакт с теплоносителем. Сердечник состоит из тонких стальных трубок с тороидальной обмоткой.

Обратите внимание, что котел отопления из индукционной плитки не имеет нагревательных элементов, чем принципиально отличается от традиционных теплогенераторов, оснащенных ТЭНами. Его конструктивные особенности обеспечивают бесперебойную высокоэффективную работу отопительной системы в течение очень длительного периода времени

Запуск котла

Перед пробным пуском нагревательного агрегата проверяют, насколько герметичны все узлы и соединения, а также правильность сборки электросети. После этого в систему заливают теплоноситель. Обязательно убедитесь, что в сети нет передавленных или порванных проводов, потому что в трехфазной сети большая сила тока. Все соединения проводов должны быть хорошо изолированы.

Прежде чем запустить агрегат, его хорошо очищают от загрязнений. Для правильной и бесперебойной работы такого нагревателя нужно защититься от скачков напряжения. С этой целью в сети монтируют УЗО.

Пробный запуск котла выполняют в такой последовательности:

Запуск котла
  1. В систему заливают очищенный теплоноситель.
  2. Важно чтобы в контуре не скапливался воздух, поэтому его спускают, используя краны Маевского. Такая арматура должна быть установлена на верхних радиаторах в системе.
  3. Включаем электрокотел и дожидаемся нагревания теплоносителя.

Делаем индукционный котел отопления своими руками

Индукционный котел для отопительной системы своими руками изготовить достаточно просто, для этого потребуется только специальная схема. Такое устройство очень эффективно, однако, нужны определенные навыки для процесса работы со сварочным переносным аппаратом, кроме того нужно подготовить трехфазный инвертор, который должен крепится стационарно, материалы и инструменты.

Первичная обмотка преобразует электричество в вихревые токи, направляя электромагнитное поле сразу же на вторичную обмотку.

Она и передает энергию теплоносителю. Корпус современного индукционного котла включает в себя:

  • Внешний контур;
  • Сердечник с двойной стенкой;
  • Слой тепло- или электроизоляции.
Делаем индукционный котел отопления своими руками

Котлы имеют незначительный вес, но при этом значительно повышается КПД. Такие котлы отопления намного более экономичные, нежели привычные системы отопления. Носитель тепла проходит систему двойного нагрева, в результате чего процесс обогрева сокращается почти что вдвое. Достигается этот эффект благодаря достаточно невысокому уровню инерции. В процессе нагревания теплоносителя возникает магнитная индукции, в результате чего в трубопроводе не образуется накипь.

Медная обмотка устанавливается строго на корпус котла, в результате чего достигается высокая производительность, небольшие габариты и маленький вес устройства. Чтобы можно было подводить и отводить теплоноситель, то в индуктор монтируются специальные патрубки.

При монтаже индукционных котлов отопительной системы дома нужно учитывать такие требования к монтажу:

  • Устройство можно монтировать исключительно в закрытые отопительные системы;
  • Прибор может монтироваться в системы, использующие пластиковые трубы;
  • Между стеной и системой отопления должно быть достаточно свободного места.

Такое устройство очень производительное, поэтому, способно обеспечить гарантированно не только очень качественное отопление любого типа помещения, но и прослужит на протяжении длительного времени.