Изготовление и монтаж индукционного котла отопления своими руками

Более знакомы индукционные варочные панели (плиты), эффективность и экономичность которых оценена по заслугам. Поэтому стоит рассмотреть и водонагреватели, действующие по такому же принципу.

Достоинства и недостатки электрических котлов

Разбираясь с положительными и отрицательными сторонами электрического котла отопления, нужно рассматривать их в зависимости от вида нагревательного элемента.

К плюсам индукционного нагрева относят:

  1. Самая большая эффективность при нагреве (до 99,5 %) при небольших размерах агрегата.
  2. Длительный срок службы (до 30 лет) и надежность устройств, единичная мощность которых до 60 кВт.
  3. Теплоносителем может быть не только вода, но и незамерзающие жидкости или масло.
  4. Безопасная эксплуатация и небольшие затраты на сервис.

Недостатков немного – высокая стоимость, сложности в обвязке трубами и подсоединении электропитания. Преимуществами электрокотла с трубчатыми электронагревателями являются его относительно небольшая цена; он быстро нагревает воду, а обслуживание и подключение к отоплению максимально упрощены.

Минусов же гораздо больше:

  1. Косвенный способ поднятия температуры жидкости уменьшает кпд до 97…98 %.
  2. Нужна водоподготовка, т.к. в противном случае во время нагрева на корпусе нагревательного элемента появляется накипь, ухудшающая теплообмен и разносимая по разводке и радиаторам.
  3. Не компактная конструкция.
  4. Большая нагрузка на электросеть при эксплуатации и броски тока при включении.
  5. Когда ТЭН работает, вольфрамовая проволока внутри него испаряется и выгорает, требуя замены всей детали.
  6. Возможно разрушение корпуса нагревателя и появления опасности удара электричеством.
  7. Агрегаты имеют упрощенную автоматику, требуя дополнительных вложений.

Достоинства электродного котла – он компактнее всех перечисленных выше агрегатов, при большей удельной мощности; отличается низким энергопотреблением, надежностью и простотой конструктивной схемы. Но его установка и подключения не простые.

Работает он только на максимуме мощности, поэтому управление ею идет в режиме «старт — стоп». Электроды подвержены эрозии, покрываются накипью и поэтому периодически заменяются. В качестве теплоносителя используется определенный состав воды. А изменение количества солей в ней влияет на теплоотдачу.

Что такое электрический нагрев

Давайте разбираться. Электрический нагрев – это искусственный процесс повышения температуры за счет подведенной извне энергии. Существует несколько способов перехода электрической энергии в тепловую: без контакта с нагреваемым предметом (индукция-теплоноситель) и при контакте с нагреваемым предметом (тэн-теплоноситель). Именно в сравнении с ТЭНовым котлом предприимчивым маркетологам удается «доходчиво донести» до потенциального покупателя информацию о «невероятном» индукционном котле. К слову, такой котел, используемый для бытовых нужд, вы не сможете найти ни в одной европейской стране.

Что такое электрический нагрев

Использование индукционного способа нагрева ограничено исключительно процессами нагрева металла и других токопроводящих материалов

Сборка простого индукционного котла своими руками

Для большей экономии можно собрать индукционный котёл своими руками. Однако стоит учитывать, что это дело непростое, и без минимальных навыков здесь не обойтись. Потребуются знания как в сборке и монтаже, так и в электронике. В идеальном варианте необходимо провести точные расчёты, чтобы по итогу вышел прибор, который полностью удовлетворит ваши потребности и не выйдет из строя при первом же включении.

Устройство

Как видно из названия, такие котлы работают на основе возникающей электромагнитной индукции, которая, в свою очередь, способствует образованию вихревых токов

Самый простой индукционный котёл включает в себя следующие элементы:

  • катушка;
  • теплообменник;
  • клеммная коробка;
  • шкаф управления;
  • входной и выходной патрубки.

В промышленности индукционный котёл обыкновенно представляется теплообменником, выступающим в роли сердечника, с обмоткой, соединённой с высокочастотным преобразователем.

Внутри теплообменника в обязательном порядке располагается теплоноситель, нагрев которого и происходит под действием вихревых токов. Подключение насоса позволяет избежать именно разница между температурами входного и выходного патрубков для теплоносителя – благодаря ей происходит естественная циркуляция теплоносителя в котле.

В роли теплоносителя можно использовать практически любую жидкость. Часто заливают антифриз и масло, однако, в целях экономии с этой целью можно применять и обычную воду. Её даже при этом необязательно подвергать какой-либо очистке, так как система постоянно вибрирует на высоких частотах, и у накипи просто нет возможностей для осаждения. Это же касается и другим примесей.

В качестве внешней оболочки лучше всего отдать предпочтение металлу, не экономя на изоляции: как тепловой, так и электрозащитной.

По форме котла ограничений нет. По сравнению с электрическими в индукционных нет надобности устанавливать бак, поэтому они и отличаются своими скромными размерами.

Схема и чертежи

Умелые ручки давно уже увлекаются сборкой индукционных котлов на дому. Они перебрали массу вариации, многие из которых пусть и интересны, но не обладают должной пользой или безопасностью. Тем не менее удачные модели довольно быстро набрали популярность в интернете

Им отдают предпочтение не только те люди, которые увлекаются сборкой котлов ради увлечения, а также те, кому важно использовать прибор по его первостепенному назначению – для обогрева дома. Наибольшую популярность приобрели следующие варианты:

  1. С использованием питания от сварочного инвертора. Это считается простым вариантом для самостоятельной сборки индукционного котла, однако, потребуется уделить много внимания и сил высокочастотному преобразователю – именно в качестве него и используют сварочный инвертор.
  2. На основе индукционной плиты. Этот метод выгодно использовать, если у вас есть ненужная индукционная плита. Приобретать её для такой цели явно нерационально. Для этого необходимо разобрать её и достать медную проволоку – она и послужит обмоткой в индукционном котле. Панель управления перенастраивается для котла, чтобы его можно было использовать для регулировки мощности.

Как сделать своими руками

Собрать простой индукционный котёл можно и без использования инвертора или плиты. Они, по сути, лишь заменяют некоторые элементы.

Чтобы всё получилось, нужно строго придерживаться алгоритма действий:

Нарежьте нержавеющую проволоку с диаметром 7–8 мм на куски по 5 см. Подберите пластиковую трубу диаметром около 50 мм. Она потребуется для сборки корпуса. На дно трубы установите мелкоячеистую сетку из металла. Заполните трубку нарезанной проволокой (это выступит в роли металлического лабиринта), сверху также прикройте сеткой

При этом важно подобрать материалы так, чтобы проволока не пролезала сквозь ячейки сетки. Плотно намотайте на трубу не менее сотни витков медной проволокой. Обмотка должна быть максимально аккуратной! К нагревателю прикрепите патрубки, которые впоследствии будут соединять его с отопительной и водопроводной системами дома.

Или все-таки лучше купить?

На современном рынке отопительного оборудования вы можете найти множество моделей индукционных котлов. Если вы не хотите самостоятельно возиться с его созданием, просто приобретите индукционный котел для отопления своего жилья или промышленного помещения.

Если такая стоимость вас пугает, то просто сделайте индукционный котел самостоятельно. Ведь большинство компонентов и материалов, необходимых для этого, всегда в наличии у хозяина и домашнего мастера.

Промышленный индукционный котел

Или все-таки лучше купить?

Если исследовать отечественный рынок индукционных котлов, то они представлены такими производителями, как SAV, ВИН. Что касается мощности, то однофазные котлы имеют диапазон от 2.5 кВт до 7 кВт, а более мощные трехфазные – до 60 кВт.

Следует помнить, что когда вы выбираете необходимые параметры индукционного котла, мощность устройства на протяжении всего срока работы не будет снижаться. Стандартным соотношением является 60 Вт на 1 кв.м площади, которая отапливается. Но чтобы более точно подсчитать мощность, требуется учитывать и параметры помещения, то есть, того места, где этот котел расположен. Если теплоизоляция оставляет желать лучшего, утепление – тоже, то расчетное соотношение должно быть больше. Именно поэтому лучше всего такой расчет доверить специалистам.

Индукционные котлы могут поддерживать стабильный температурный режим в зданиях, которые используются не постоянно.

Так, вам не потребуется слишком мощная модель, нужно будет поставить котел на 6 кВт для помещения на 100 кв.м и для температуры примерно 15 градусов. Максимально допустимым давлением в системе будет давление не более 0.3 МПа.

Стоит заметить, что к основной комплектации также может дополнительно поставляться блок электронного программатора рабочих режимов. Такое устройство программирует работу индукционного котла на срок на неделю, или же применяется для того чтобы удаленно управлять всей отопительной системой.

Или все-таки лучше купить?

Программатор котла

При выборе котла нужно также обратить внимание на такую вещь, как параметры толщины сердечника из стали. Чем больше толщина стенок, тем дольше он не будет подвержен коррозии.

Преимущества агрегатов индукционного типа

К несомненным достоинствам этого типа устройств для обогрева дома можно отнести следующие характеристики:

  • экономичность – переработка электрической энергии в тепловую происходит практически полностью без существенных потерь;
  • удобство в пользовании – постоянное техническое обслуживание агрегатов данного типа не требуется;
  • компактные размеры – индукционные нагреватели воды небольшие по габаритам, их можно установить в систему отопления практически в любых помещениях;
  • бесшумность в работе – данное оборудование функционирует достаточно тихо, во время его работы какого-либо шума не возникает;
  • долгий срок использования – индукционные агрегаты долговечны, бесперебойно могут функционировать в течение 30 лет и более;
  • высокие показатели экологичности – вредных выбросов при работе устройства не происходит, устройство дымохода и организация системы вентиляции не требуется.

Многие считают, что индукционные котлы намного выгоднее других вариантов отопления дома. А по сравнению с оборудованием, оснащенным ТЭНами, время нагрева этих агрегатов происходит практически в два раза быстрее. За счет же постоянной циркуляции и вибрации жидкости накипь в трубах и внутри устройства не образуется, что значительно облегчает обслуживание и уход за отопительной системой.

Преимущества агрегатов индукционного типа

Но имеются у этого типа устройств и некоторые недостатки. И основным минусом можно назвать то, что индукционное оборудование достаточно дорогое по стоимости. Но можно попробовать сделать такой нагреватель для отопления дома самостоятельно.

Читайте также:  Как правильно выбрать электрический радиатор отопления

Аргументы «против»

Несмотря на всю уникальность и универсальность, было бы неправильным считать индукционные котлы совершенным оборудованием, – некоторые недостатки все же имеются и у них.

Одним из главных минусов индукционных котлов считается их солидный вес и значительные габариты. И действительно, масса различных моделей устройства колеблется от 20 до 80 кг.

С другой стороны, после установки оборудования, вряд ли кого-то из потребителей будет волновать его масса – эксплуатация индукционных котлов не требует их передвижения. Более того, использование современных технологий позволило наладить выпуск моделей компактных размеров, предусматривающих возможность их монтажа на стену, и таким образом, способствуя значительной экономии места для установки.

Второй, и достаточно серьезный недостаток индукционных котлов, – высокая стоимость. Это факт – среди альтернативных современных устройств электрического отопления, индукционное оборудование находится в списке самых дорогих.

Тем не менее, существует и другая сторона медали. Тогда как покупка индукционного котла чревата пусть высоким, но единоразовымфинансовым вложением, приобретение некоторых других видов отопительных устройств требует немало трат и усилий. К примеру, таких, как получение соответствующего разрешения на его установку и прокладку коммуникаций, а также, монтаж и ежегодное сервисное обслуживание.

Кроме того, в списке недостатков индукционных котлов числится их способность создавать волновые помехи. И хотя радиус действия таких помех составляет всего несколько метров, однако этот фактор может иметь большое значение для сохранения хорошего самочувствия у людей, склонных к восприятию магнитных волн. В подобных случаях, проблема решается, если индукционное оборудование установить в отдельном помещении.

Водонагреватели типа ВИН

Сердце агрегата – это катушка, состоящая из большого количества витков изолированного провода, и помещенная вертикально в цилиндрический корпус в виде сосуда. Внутрь катушки введен стержень из металла. Корпус сверху и снизу герметично закрыт приваренными крышками, наружу выведены клеммы для присоединения к электрической сети. Внутрь сосуда через нижний патрубок поступает холодный теплоноситель, которым заполняется все пространство внутри корпуса. Нагретая до необходимой температуры вода уходит в систему отопления через верхний патрубок.

Схема нагрева теплоносителя

В силу своей конструкции при подключении к сети теплогенератор постоянно работает на полную мощность, так как снабжать отопительную установку дополнительными устройствами регулировки напряжения нерационально. Гораздо проще использовать циклический подогрев и задействовать автоматику отключения / включения с датчиком температуры воды. Нужно только выставить необходимую температуру на дисплее выносного электронного блока и он будет производить нагрев теплоносителя до этой температуры, отключая водогрейный индукционный элемент при ее достижении. По истечении времени и остывании воды на несколько градусов автоматика снова включит нагрев, этот цикл будет повторяться постоянно.

Отопление индукционными котлами

Конструктивные особенности нагревателей типа «Сибтехномаш»Используя тот же эффект электромагнитной индукции, другое предприятие разрабатывает и производит водогрейные аппараты несколько иной конструкции, заслуживающей внимания. Дело в том, что электрическое поле, создаваемое многовитковой катушкой, имеет пространственную форму и распространяется от нее во все стороны. Если в агрегатах «ВИН» теплоноситель проходит внутри катушки, то устройство индукционного котла «Сибтехномаш» предусматривает спиралевидный теплообменник, находящийся снаружи обмотки, как показано на рисунке.

Обмотка создает вокруг себя переменное электрическое поле, вихревые токи нагревают витки трубы теплообменника, в которых движется вода. Катушки со змеевиками собраны в каскад по 3 штуки и прикреплены к общей раме. Подключение каждой из них осуществляется к отдельной фазе, напряжение питания — 380 В. Конструкция «Сибтехномаш» имеет несколько преимуществ:

  • индукционные нагреватели имеют раздельную разборную конструкцию;
  • в зоне действия электрического поля находится увеличенная площадь греющей поверхности и большее количество воды за счет спиральной схемы, что повышает скорость нагрева;
  • трубопроводы теплообменника доступны для промывки и обслуживания.

Пример подключения индукционного котла

Невзирая на отличия в конструкции теплогенератора, эффективность его работы составляет 98%, как и в нагревателях типа «ВИН», это значение КПД декларирует сам производитель. Долговечность агрегатов в том и другом случае определяется работоспособностью катушек, а точнее, сроком службы обмотки и электроизоляции, этот показатель заводы – изготовители устанавливают в пределах 30 лет.

Достоинства и недостатки котлов отопления индукционного типа ↑

Создание системы индукционного отопления сокращает расходы на потребление электроэнергии. У котлов с индукцией много положительных сторон, благодаря которым их стали все чаще устанавливать в домах без газификации. Правда, стоят такие агрегаты недешево.

Читайте также:  Как делается печь Булерьян своими руками

Индукционный котел с автоматикой

Плюсы использования электрических индукционных котлов ↑

Достоинства и недостатки котлов отопления индукционного типа ↑

Как и все новинки техники, это оборудование имеет немало преимуществ:

  • С помощью автоматики устанавливается нужный режим температуры жидкости в системе отопления. Датчики температуры и реле поддерживают заданные цифры, это делает индукционные котлы отопления автономными и безопасными.
  • Индукционные котлы могут нагревать любую жидкость — воду, этиленгликоль, масло и другие.
  • КПД всех электрокотлов с индукцией превышает 90%.
  • Простая конструкция делает эти приборы очень надежными. Они могут прослужить до 30 лет при правильной эксплуатации.
  • Благодаря небольшим размерам, необязательно делать отдельное помещение, агрегаты можно легко установить в любой части постройки и самостоятельно ввести в отопительную систему.
  • Из-за постоянной вибрации сердечника и замкнутой системы на нагревателе не образуется накипь.
  • Индукционный котел экономичный. Он включается, только если температура теплоносителя упала. Автоматика доводит ее до заданных цифр и отключает прибор. Все это происходит очень быстро. Работая «вхолостую», он потребляет немного энергии из-за малоинерционности системы.

Прибор не занимает много места

Отрицательные и слабые стороны ↑

Недостатки тоже присутствуют:

Достоинства и недостатки котлов отопления индукционного типа ↑
  • Высокие цены на эти относительно новые приборы. Львиная доля стоимости заложена в автоматику, но чем лучше она работает, тем больше энергии экономится.
  • Прекращение подачи электроэнергии приводит к отключению отопления в доме. Вариантом решения проблемы является дизельный или бензиновый генератор.
  • Некоторые модели издают сильный шумовой фон при работе. Такие ставят в технических кладовых.
  • Если произойдет прорыв системы, и вода не будет охлаждать сердечник, он расплавит корпус и крепление котла. Если такое случается, отключение проводит автоматика.

Типичная отопительная система

Мнения покупателей

Разные мнения бытуют насчет котлов индукционной направленности. Индукционный котел отопления «Миратрон» все больше завоевывает рынок своей популярностью. Из множества ассортимента, список которого расширяется постоянно, есть возможность выбрать модель котла подходящую именно под нужное помещение.

Устройство очень эффективно и дает возможность сэкономить денежные средства на электричестве.

На что стоит обратить внимание при приобретении данного вида оборудования:

  • в первую очередь отсутствует ли выделение вредных веществ;
  • есть возможность подключения системы теплого пола.

Схема работы индукционного котла

Мнения покупателей

Прежде чем покупать котел стоит произвести следующие действия:

  • внутри отапливаемого помещения, необходимо провести расчеты по теплопотерям;
  • внимательно посмотреть, сколько фаз необходимо для работы оборудования. Если прибор трехфазный, а в помещении отсутствует трехфазное подключение, то придется возвращать покупку назад, а это лишние траты;
  • определиться с мощностью отопительного оборудования в зависимости от площади обогрева;
  • если финансовые возможности позволяют, то можно приобрести управление с помощью сети GSM — программатор.

Котел модели «Миратрон» выпускаются мощностью от 6 до 30 киловатт. Исходя из размеров котла, производительность тепла оптимальна. Именно этот параметр вызывает у покупателей повышенный спрос на данное оборудование.

Рекомендуем: Как работают комбинированные твердотопливные котлы отопления?

    Похожие записи
  • Как работают комбинированные твердотопливные котлы отопления?
  • Как работают водогрейные котлы центрального отопления?
  • Как сделать водородный котёл отопления?
  • Как работает индукционный электрокотёл для отопления частного дома?
  • Плюсы и минусы комбинированных котлов отопления газ – электричество
  • Как установить индукционный котёл отопления?

Устройство индукционного котла для отопления частного дома

Оборудование предназначено для преобразования электроэнергии в тепловую энергию с помощью аппарата.

Индукционные агрегаты способны быстро увеличить температуру теплоносителя в отличие от ТЭНов

Важной частью устройства является трансформатор (индуктор), который состоит из двух видов обмотки

Устройство индукционного котла для отопления частного дома

Внутри образуется ток, который имеет вихревой тип, затем энергия поступает на короткозамкнутый виток, служащий одновременно корпусом. Когда вторичная обмотка получает достаточное количество энергии, которая мгновенно преобразуется в тепло, нагревающее теплоноситель.

Индуктор

Данный элемент является важным компонентом устройства, в котором появляется переменное магнитное поле, состоит устройство из двух типов обмотки — первичной и вторичной. Выполняется из нержавеющей проволоки на пластиковом корпусе. Подобный способ увеличивает эффективность и производительность агрегата. Чтобы сделать корпус аппарата потребуется толстая пластиковая труба диаметром 5 сантиметров. Она послужит для основы индукционной катушки и будет частью теплопровода.

Инвертор

Этот компонент принимает бытовой тип электроэнергии и преобразовывает в ток высокой частоты. После чего энергия поступает на первичную обмотку индуктора.

Нагревательный элемент

Для заготовки понадобится две металлические трубы, которые имеют диаметр 2.5 см. Изделия следует сварить между собой, сделав форму детали круглой. Механизм будет служить не только нагревательным элементом, но и сердечником котла.

Устройство индукционного котла для отопления частного дома

Патрубки

Один патрубок служит для поступления теплоносителя в котёл, второй для подачи нагретой воды в систему отопления.

Справка. Принцип расчёта индуктора зависит от необходимой мощности котла для обогрева помещения. Формула расчёта: 1 кВт на 10 квадратных метров площади помещения, при высоте потолков, не превышающих трёх метров. Например, помещение общей площадью 160 м2 отопит индукционный котёл с мощностью 16 кВт.