Сегодня практически все только дорожает, и традиционные энергоносители – не исключение. Владельцы домов, жители квартир, хозяева предприятий – всем приходится искать более выгодный способ отопить помещения. И чтобы более рациональным образом распределить расходы и добиться максимального значения коэффициента полезного действия, многие ставят индукционный котел отопления своими руками.

Одним из основных преимуществ такого котла является то, что данная система может быть построена самостоятельно. Для этого вам понадобятся лишь минимальные знания и навыки. Нужно только подробно изучить, из чего состоит такой котел и как он работает.

Перед тем, как собирать индукционный котел отопления своими руками, следует понять, какие же принципы заложены в его функционировании, из чего он состоит и как работает.

Заметим, что такие устройства довольно схожи с ТЭНами, отвечающими за преобразование электрической энергии в тепловую.

Установка индукционного котла не требует от владельцев дома полной перестройки системы отопления.

Самые простые модели котлов функционируют по принципу электрического индуктора, который состоит из двух обмоток:

• Первичной;
• Вторичной.

Первичный контур, в основном, служит для того чтобы преобразовывать электрическую энергию в вихревой ток. Магнитное поле, которое создано ими, направляется на вторичную обмотку.

Вторичная обмотка – это нагревательный компонент, а также корпус котла, она вырабатывает тепло, которое передается жидкому носителю тепла, циркулирующему в отопительной системе.

В корпус входят следующие компоненты:

• Сердечник;
• Внешний контур;
• Электроизоляция.
• Теплоизоляция;

Заметим, что именно такой нюанс, как корпус котла – и является самым важным элементом, по которому различают самодельные и промышленные индукционные котлы отопления. Промышленные котлы имеют цилиндрическую обмотку, а самодельные – тороидальную. Она делается из медной проволоки, окружает корпус из ферримагнитной стали, толщина стенок – более 1 см. Такая конструкция позволяет значительно уменьшить вес устройства и его линейные габариты, однако при этом – увеличить КПД.

Теплоноситель получает примерно 97% теплоэнергии, а это влияет на экономичность использования системы и на производительность.

Если мы сравним самодельный индукционный котел отопления и традиционный котел, который работает на газу или на жидком топливе, то следует выделить несколько нюансов:

• Двойное нагревание теплоносителя;
• Сокращение времени нагревания в два раза;
• Низкий уровень инерции;
• Магнитная индукция, которая появляется, не дает накипи образовываться на стенках;
• Не требуется производить специализированную чистку и обслуживание.

Начинаем работать!

Итак, чтобы сделать самодельные индукционные котлы отопления, нужно сначала собрать все необходимое:

• Рабочие инструменты;
• Катанку или стальную проволоку диаметра до 7 мм;
• Медную проволоку;
• Пластиковую толстостенную трубу;
• Сетку металлическую;
• Сварочный инверторный аппарат.

Чтобы сделать корпус для нашего котла, нужно или купить, или найти дома толстостенную трубу из пластика, имеющую внутренний диаметр 5 см. Такая труба будет не только служить в качестве основы индукционной катушки, но и быть участком теплопровода.

Также вам очень поможет и схема отопления, которую лучше положить перед глазами. На основе такой схемы вы сможете определить дополнительные характеристики устройства.

В электромагнитном поле будут нагреваться кусочки стальной проволоки, нарезанные по длине около 5-7 см. Диаметр их не должен быть более 7 миллиметров.

Также вам понадобятся специальные переходники, именно они будут соединять ваш котел с системой труб. С одной стороны вовнутрь будет идти носитель тепла в холодном состоянии, а с другой – выходить теплым при помощи индукции.

Когда вы делаете индукционные котлы отопления своими руками, то первый переходник нужно обязательно приварить, а второй – можно просто посадить на резьбу.

Нарезанными кусочками проволоки заполняется полностью внутреннее пространство в трубе. После этого устройство нужно надежно закрыть из двух сторон.

Чтобы сделать индукционную катушку, которая будет служить в качестве основного элемента нагревания, следует подготовить медную эмалированную проволоку. На пластиковый корпус наматываем примерно 90-100 витков, но между участками нужно соблюдать одинаковое расстояние. Когда мы собрали такой вот самодельный индуктор, нужно подключить его к системе. Устанавливается такой котел в любом месте трубопровода.

Подключается катушка к высокочастотному инвертору. Помните, что ни в коем случае нельзя включать такое устройство, если в нем недостаточно носителя тепла внутри! Ведь пластиковый корпус может просто-напросто расплавиться из-за высокой температуры.

Так, индукционный котел, сделанный собственноручно, практически готов. Нужно только обезопасить его эксплуатацию. Для этого мы должны все открытые участки медной проволоки изолировать специальными материалами, которые имеют хорошую тепло- и электропроводность.

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.

Несмотря на то, что данный вид котлов пока еще не входит в перечень традиционных, - на рынке представлено множество видов, которые различаются по цене. Бытовые модели могут стоить от 25 000 руб., промышленные – от 100 000 руб.

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.

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.

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.

Итоги

Итак, коэффициент полезного действия индукционных котлов составляет примерно 99%, работают они бесшумно, на любом жидком носителе тепла, им не требуется сервисное обслуживание, а также это безопасно и практично. Хоть такой котел стоит довольно дорого, такие затраты – окупаемы. А если создать его самостоятельно – это будет еще более выгодно.

Конечно, выбор за вами, а лучше – обратиться к специалистам, которые подскажут, подходит ли вам такое отопление. Но, в целом, индукционные котлы – это отличная альтернатива традиционным системам отопления.

Сегодня уже с трудом верится, что отопление может быть экономным. Мы либо платим за электричество и газ, либо сжигаем огромное количество природного сырья. Но есть конструкция, способная спасти наш кошелек – индукционный котел отопления, своими руками который сделать тоже окажется дешевле.

Сложно ли понять схему его работы?

Для работы такого котла электроэнергия все-таки понадобится, но счет уже не будет столь пугающим. Главное достоинство таких обогревателей в их устройстве. Они очень выгодно преобразуют электричество в тепло (рабочая среда забирает почти 97%). Это дает быстрый нагрев при минимальных затратах. Рабочей средой или теплоносителем для индукционного котла чаще всего выступает неочищенная вода, которая нагревается и разносится по системе отопления дома. Но для этой цели вполне подойдет масло или антифриз.

Система преобразования электроэнергии состоит из двух обмоток. Первая принимает ток из сети, создает вихревые потоки, которые становятся причиной электромагнитного поля. Оно направляется на внешнюю обмотку, которая по совместительству еще и корпус котла. Именно здесь и происходит нагревание теплоносителя, который идет по трубам.

Индукционный агрегат должен иметь патрубок для входа холодной воды и выхода горячей. Обычно снизу корпуса приваривается ввод, а сверху вывод. Носитель подается внутрь, обтекает корпус, нагревается за счет хорошей теплопроводности и уходит через верхнее отверстие в отопительную систему. Основная трудность при создании собственного котла – это правильно расположить внешнюю обмотку и сердечник, чтобы вихревые потоки и создаваемое поле эффективно разогревали котел. Для этого важно разобрать приведенную схему, доступную для понимания человека со средними знаниями физики.

Кроме выгодного преобразования электроэнергии такие котлы еще и реже ломаются, потому что нет индивидуального статичного нагревательного элемента. Не оседает и накипь на корпусе, потому что система обмоток постоянно находится в состоянии легкой вибрации. Работает индукционный котел негромко и вредных выбросов не производит. Также протечки такой системы маловероятны, потому что сварных швов минимальное количество, а то и вовсе нет. Главным минусом индукционного нагревателя будет его цена, поэтому появляется все больше самодельных схем, одну из них мы и рассмотрим. Также его нельзя располагать вблизи постоянного пребывания людей, потому что это источник ЭМИ, значит, потребуется отдельная комната в дальнем углу дома.

Собираем простейший индукционный котел

Самый незамысловатый нагреватель просто заменит часть трубы в системе отопления. Насколько реально собрать такой индукционный котел своими руками, оцените по этой инструкции.

Как собрать индукционный котел своими руками - пошаговая схема

Шаг 1: Выбираем преобразователь энергии

На входе электроэнергию будет встречать . Изготавливать его самостоятельно могут только очень продвинутые пользователи, так как мы назвали эту схему простейшей, предполагаем, что вы его просто приобретете в соответствующем магазине. Какой из предложенных там взять? Это зависит от мощности, которую вы ожидаете получить от будущего индукционного нагревателя. В среднем для небольшого дома подойдет высокочастотный сварочный инвертор на 15 А. Желательно наличие функции плавного изменения тока.

Шаг 2: Тело нагревателя

Сложного внутри нашего котла мастерить не будем, пустим воду через нагретую стальную проволоку. Для этого берем прокат с диаметром не менее 7 мм. Нарезаем кусочки по 5 см длиной. Количество определяется размером корпуса, куда мы их будем засыпать. Его мы сделаем из пластиковой трубы с толстыми стенками, на нее в дальнейшем будем наматывать индукционную катушку. Естественно, пластик должен быть термоустойчивым. Нежелательно, чтобы диаметр трубы превышал 50 мм. Длину ее мы узнаем после того, как намотаем катушку, поэтому возьмите с запасом.

Шаг 3: Индукционная катушка и подключение

Для создания катушки нужен медный провод, им равномерно обматывается наша пластиковая труба. Достаточно сделать 90–100 витков. Важно выдерживать между ними одинаковые отступы. Когда вы получили желаемый результат, отступите от крайних витков по 10 см и обрежьте трубу.

Шаг 4: Переходники

Теперь организуем подвод и выход теплоносителя. Для этого нужно прикрепить соответствующие переходники. С двух сторон трубы располагаем металлическую сетку, она предотвратит высыпание кусочков проволоки. Снизу крепим вводной переходник, через который вода будет поступать. Затем плотно и полностью засыпаем корпус проволокой и закрываем сверху выводным переходником. Вход и выход желательно снабдить шаровым вентилем на случай, если вы решите демонтировать котел, тогда воду из трубопровода сливать будет не нужно.

Шаг 5: Подключение

Концы катушки выводятся на инвертор, но пока подключать еще рано. Сначала полученный агрегат нужно врезать в систему отопления. Для этого отпиливаем в подходящем месте часть трубопровода такого размера, чтобы расположенный вместо него самодельный котел стал без зазоров. Через переходники фиксируем входное и выходное отверстие. Теперь-то можно катушку присоединить к инвертору переменного тока. Остается пустить воду в систему и включить в сеть наш котел.

Какие условия обязательны для безопасной работы котла?

Собрать индукционный котел самостоятельно оказалось не так сложно, но есть несколько обстоятельств, без которых корректной его работы мы не добьемся. Такой нагревательный агрегат не будет функционировать, если в вашей отопительной системе нет принудительной циркуляции теплоносителя . То есть, это должна быть закрытая сеть с насосом, который и будет гонять воду по контуру. Также у вас должна быть возможность заземлить инвертор, иначе пожарная безопасность окажется под вопросом. В сеть этот агрегат нужно включать через устройство защитного отключения (УЗО).

Крайне важно, чтобы в системе была вода. Без нее включать котел категорически запрещено. Ведь катушка намотана на пластиковую трубу, которая неспособна выдержать температуру раскаленной металлической проволоки. Поэтому корпус попросту расплавится, а дальнейшие последствия непредсказуемы.

К материалу самого , куда врезается котел, особых требований нет. Это может быть и пластик, и металл. Главное, чтобы это была жесткая конструкция, а не болтающиеся шланги. Расположение катушки из соображений пожарной безопасности должно находиться в 30 см от стен и 80 см от пола и потолка. Если поблизости должны быть еще какие-то приборы или мебель, то расстояние до них тоже желательно выдержать около 30 см.

Также не помешает на выходе из котла установить автоматический клапан с манометром, чтобы при необходимости он стравливал нарастающее давление, от которого может треснуть наш корпус. Это понадобится, если устройство принудительной циркуляции нужно будет отключить или насос просто внезапно сломается. Если эта идея вам нравится, тогда переходник на выходе из котла должен быть тройным (два входа для возможности отвода воды в разных направлениях, третий – для клапана). Корпус индукционного нагревателя можно обтянуть изолирующим материалом. Это снизит потери тепла и исключит возможность касания катушки по неосторожности, которая ударит током. Эту рекомендацию мы бы перевели в статус обязательного условия.

Увеличение стоимости энергоносителей заставляет владельцев жилья с индивидуальным отоплением искать варианты экономии, при которых максимум тепла можно извлечь из минимума топлива и получаемой из него энергии. Одним из отопительных приборов, который соответствует этим требованиям, является индукционный котел. Этот агрегат работает на электричестве, имеет коэффициент полезного действия близкий к ста процентам.

Промышленность предлагает неплохой выбор такого отопительного оборудования, но в качестве экономии можно сделать индукционный котел отопления своими руками. В этой статье мы поговорим о монтаже индукционного котла отопления.

Причины высокой эффективности работы

Чтобы понять, почему индукционные котлы настолько работоспособны, следует разобраться в том, как они работают. Секрет состоит в преобразовании электрической энергии в тепловую энергию за счет магнитной индукции. Самый обычный котел имеет два контура и состоит из:

• корпуса;
• сердечника;
• первичного контура;
• высокочастотного инвертора с функцией плавного регулирования силы тока;
• тепловой и электрической изоляции.

Первичный контур – это спираль из медной проволоки. Он преобразует энергию электричества в вихревые токи, создающие магнитное поле. Именно волны этого поля, попадая на вторичный контур, греют теплоноситель. Металлическая проволока внутри сердечника – это вторичный контур и нагревательный элемент. Вода, из обратки, попадая в котел, греется и, благодаря индукции, продвигается к выходу из него в систему отопления.

Простой вариант

Самый простой котел можно собрать в домашних условиях, обладая навыками работы со сварочным аппаратом, а также болгаркой. Перед тем как сделать котел, необходимо подготовить металлическую квадратную трубу размером 50×50 мм с толщиной стенок 2 мм. Процесс изготовления, вы можете увидеть в разделе Видео.

Размеры трубы и форма трубы могут отличаться, только толщина стенок не должна быть маленькой.

• При помощи болгарки необходимо разрезать профильную трубу на отрезки, длиной в 50 см. Их понадобится 5‒6 штук (все будет зависеть от ширины используемой индукционной плитки).
• Дополнительно нужно заготовить два элемента длиной в 25 или 30 см (все зависит от того, сколько секций было выбрано).
• Части по 50 см свариваются между собой. Все они должны располагаться вертикально. Вначале их можно зафиксировать прихватками, а дальше хорошо проварить все стыки.
• У двух дополнительных заготовок нужно срезать одну сторону, чтобы получился П-образный профиль.
• К готовому модулю из 5 элементов на нижнюю и верхнюю часть наваривается два отрезка с одной удаленной стенкой. Их цель - объединить все отдельные секции в контур.
• Далее необходимо герметично заварить образовавшиеся отверстия по бокам.
• Выполняется врезка входящего и отводящего патрубка. Они должны быть расположены по диагонали, один снизу, другой сверху. Можно использовать трубу в ¾". К ним подваривается два отвода с резьбами для того, чтобы потом было легче монтировать в готовую систему отопления.
• Все швы после сварки зачищаются при помощи болгарки. Готовая конструкция обезжиривается и покрывается краской.
• Аппарат монтируется в установленный контур. Снизу подводится обратный ток теплоносителя, сверху – отходящая труба.
• В роли нагревательного элемента выступает обычная индукционная плита. Приобретать плиту необходимо с возможностью регулировки силы тока и температуры.
• Она располагается за котлом впритык к его задней стенке.
• Вода, проходя через эту конструкцию, успевает прогреваться. В системе обязательно должен быть расширительный бачок, а также насос принудительной циркуляции.

Этот же вариант можно сделать и в горизонтальном исполнении. Для этого нам понадобится профильная труба 20×25 см. Два ее торца завариваются при помощи металлических заглушек, чтобы получился замкнутый сосуд. В верхней стенке прорезается два отверстия, в одно монтируется клапан сброса воздуха, в другое – труба, по которой вода будет уходить в систему. Сбоку врезается патрубок обратки.

Усложняем устройство

В основе описанного ниже варианта лежит принципиальная схема, которую используют в промышленном производстве индукционных котлов. Для того чтобы собрать готовое изделие, нам понадобятся следующие составляющие:

• металлическая труба диаметром в 160 мм и длиной в 500 мм;
• металлическая труба 25 мм, длиной 500 мм;
• эпоксидная смола;
• медная проволока с сечением 2,5 мм 2 ;
• высокочастотный преобразователь (его можно взять из инверторного сварочного аппарата или из плитки индукционного типа);
• огнеупорная ткань.

Из инструментов нам будет нужен сварочный аппарат, болгарка, мелок для разметки. Делаем следующие шаги:

• Первым делом необходимо закупорить патрубок меньшего диаметра с двух сторон. Для этого по всей длине окружности торца делаем надрезы через 5 мм. Получившиеся отрезки загибаем в середину и провариваем. Вместо этого можно использовать два полукруглых или конусовидных наконечника.
• Далее закрепляем эту трубу в гильзе большего диаметра. Она располагается в середине и крепится к распорным ребрам. Их можно изготовить из обрезков металлического листа. Вначале делаются прихватки, чтобы зафиксировать их, а потом проваривается шов на расстояние, которое будет доставать электрод.
• Следующим этапом будет наварка заглушек на большую гильзу. Предварительно в них нужно будет сделать отверстия под трубу в 1" и вмонтировать ниппели с резьбой.
• Вся конструкция хорошо зачищается и обезжиривается.
• Эпоксидная смола смешивается с отвердителем в соотношении 2:3.
• Ткань покрывается клеящим составом и оборачивается вокруг трубы. После этого она должна выстояться до полного застывания.
• Из подготовленной проволоки изготавливаются две индукционные катушки. Для этого в верхней и нижней части наматывается по 54 витка. Между ними важно соблюдать одинаковое расстояние. После завершения намотки весь проводник покрывается эпоксидной смолой. Сверху он защищается термоустойчивым скотчем.
• Катушки к источнику высокочастотного напряжения подключаются параллельно.
• Вся конструкция помещается в дополнительный защитный кожух, чтобы не повредить проводники.
• Агрегат монтируется в контур отопления. Обязательно должен присутствовать насос, который будет гарантировать принудительную циркуляцию.

Торцы небольшой трубы закрываются с целью, чтобы обеспечить проход воды к стенкам большого патрубка. Если этого не сделать, жидкость будет проходить посередине и не успеет прогреться.

Еще один вариант

Для его изготовления понадобится пластиковая труба диаметром 63 мм и длиной 50 см, стальная проволока диаметром 3 мм, медный проводник сечением 2,5 мм 2 и длиной 11 метров.

• Стальная проволока нарезается отрезками по 7 см. Она укладывается в отрезок пластиковой трубы.
• В патрубок впаивается два переходника на резьбовое соединение 1". С двух сторон прикручиваются фильтры грубой очистки через ниппели на 1".
• На поверхность трубки приклеиваются параллельные полоски из текстолита.
• На них укладываются витки медного проводника. Расстояние между ними должно быть одинаковым. После этого они заливаются при помощи эпоксидной смолы.
• Изделие монтируется в трубу системы отопления и подключается к источнику высокочастотного напряжения.

Количество витков, а также длину проводника, придется подбирать опытным путем, т. к. протяженность и вместимость системы у каждого разная. Стальная проволока, нагреваясь от индуктивных токов, будет отдавать температуру воде, которая будет проходить через патрубок. Такой вариант нельзя будет использовать как самостоятельное устройство, но оно будет отличным дополнением к основному источнику, что позволит сэкономить на расходе теплоносителя.

Преимущества и недостатки котлов из пластиковой трубы

Преимущества индукционных котлов:

• Вода в системе отопления нагревается в два раза быстрее и имеет двойной нагрев.
• Инерция намного меньше, чем при применении котлов на газу или другом топливе.
• Магнитная индукция препятствует образованию накипи.
• Бесшумная работа.
• Отсутствует необходимость в чистке и обслуживании котла.

Как у всякого явления или конструкции, у индукционных котлов есть и свои недостатки:

• Перед использованием необходимо убедиться, что сердечник полностью заполнен водой и в процессе работы уровень воды не должен понижаться, иначе пластик просто расплавится.
• Котел можно использовать только в закрытой принудительной системе отопления.
• Высокая стоимость промышленных образцов.

Мощность котла должна обеспечивать должный уровень отопления в помещении. Наиболее приемлемая формула: 1 кВт на 10 м 2 .

Индукционный котел – это прекрасная альтернатива другим отопительным приборам. Если есть возможность изготовить его дома, навыки работы с инструментами и сборки оборудования, умение монтировать отопительное оборудование, то можно изготовить такой прибор самостоятельно. Если же вы не уверены в себе, то лучше купить готовый котел и пригласить специалистов для его монтажа.

Видео

Посмотрите видео, в котором показано, как можно самостоятельно сделать индукционный электрокотёл:

В этом видео показан процесс изготовления котла для индукционной плитки: