Индукционные котлы для отопления дома

Зачем нужен инвертор

Многие люди еще помнят цветные ламповые телевизоры, вес которых достигал 60 килограмм. Уменьшить их габариты и вес удалось благодаря применению инверторов в блоках питания. Инвертор преобразовывал напряжение сети с частотой 50 герц, в напряжение высокой частоты в несколько десятков килогерц. Это напряжение поступало на трансформатор, отличительной особенностью которого являлся сердечник из специального ферромагнитного сплава.

Напряжение на них подается с инвертора, катушка трансформатора – обмотка на центральной трубе из ферромагнитного сплава, а вторичная короткозамкнутая обмотка – труба и корпус индукционного котла. Такое техническое решение позволило сделать котел компактным, надежным и экономичным. Но с другой стороны использование дорогостоящей меди для обмотки и специальных сплавов для теплообменников, блока автоматики и инвертора сделали себестоимость изделия высокой. Поэтому на любой индукционный котел цена будет значительно выше, чем на электрический ТЭНовый котел.

Еще один вариант индукционного котла

Существует еще один вариант создания индукционного котла своими руками. Такие индуктивные котлы отопления, конечно, обойдутся немного дороже, однако эффективность их работы будет выше.

Сделать такой котел будет немного сложнее, чем предыдущий вариант. Вам понадобятся навыки работы со сварочным аппаратом, наличие трехфазного инвертора, который бы желательно крепился стационарно, а также – некоторых инструментов.

Самодельный индукционный котел

Отметим, что конструкция данного варианта индукционного котла будет состоять из двух труб, которые будут вварены друг в друга. Если смотреть со стороны торца, то такая конструкция напомнит вам бублик. Одновременно устройство будет и сердечником, который будет создавать электромагнитное поле, и нагревательным элементом.

Медная обмотка наматывается прямо на корпус котла. Благодаря этому будет достигнута повышенная производительность, сохранятся относительно небольшие размеры и вес устройства. Чтобы подводить и отводить носитель тепла, в индуктор ввариваются специальные патрубки.

Когда вы собираете такие индукционные котлы для отопления дома, следует учитывать несколько рекомендаций и требований к монтажу:

• Такое устройство, как индукционный котел, можно монтировать только в закрытые системы отопления, которые оснащены насосом циркуляции.
• Прибор может быть монтирован также в такие системы, которые используют пластиковые трубы.
• Между системой индукционного отопления и стенами (или же предметами мебели, бытовой техники) должно быть не менее, чем 30 сантиметров свободного места. А от потолка и пола такие устройства размещают на расстоянии 80 сантиметров.

Конечно же, над таким вариантом котла вам придется поработать несколько больше и сложнее, однако эффект, который будет достигнут в дальнейшем, вас порадует. Такой индукционный котел, как показывают отзывы, является действительно производительным устройством, которое способно не только обеспечить вам качественное отопление жилья, но и еще прослужит вам не меньше 25-ти лет без обслуживания.

Самодельный индукционный котел, подключенный к системе отопления

Использование индукционных котлов отопления предоставляет пользователям массу преимуществ. Среди них следует отметить несколько:

• Прежде всего, это возможность работать с переменным и постоянным током.
• В таком устройстве просто-напросто нет таких нагревательных элементов, которые будут изнашиваться.
• Конструкция прибора предельно проста.
• Не требуется для установки брать отдельное помещение. Все индукционные котлы относятся к 2-му классу, согласно пожарной безопасности.
• Коэффициент полезного действия как самодельных, так и фабричных индукционных котлов, составляет практически 100% (обычно 98-99%). Если сравнивать с традиционными отопительными системами – это просто отличный результат.
• Можно использовать несколько типов носителей тепла, при этом индукционный котел не потерпит никакого вреда. Так, можно применять не только воду, но и работать с маслом и антифризом.
• Сделать индукционный котел самостоятельно не составит большого труда для вас, а по стоимости это получится очень дешево.

Таким образом, современные индукционные котлы – это устройства, которые относятся к технике нового поколения. Это не только практичные приборы, но и мощные, экономичные. Они способны обогреть не только обычный дачный дом, но и производственное помещение большой площади. При всем при этом – вы не тратитесь на сложный монтаж и обслуживание таких устройств.

Особенности установки и эксплуатации

Помните, что обмотка котла будет вызывать нагрев любого металлического элемента, оказавшегося в излучаемом ею магнитном поле.

Поэтому устройство следует размещать не ближе 80 см от пола или потолка и хотя бы в 30-ти см от стен и других приборов.

Для обеспечения надлежащего теплоотвода рабочая среда должна перекачиваться циркуляционным насосом, естественной циркуляции может оказаться недостаточно.

В особенности это касается варианта с нагревателем в виде проволочных обрезков.

Перед его включением необходимо убедиться в наличии теплоносителя – если устройство запустить «в сухую», полипропиленовая труба быстро расплавится.

Как сделать индукционный котел отопления своими руками для отопления дома

«Индукционники» различной производительности в свободном доступе представлены на рынке климатической техники, но стоимость их существенно завышена. Это вынуждает умельцев собирать отопители из доступных компонентов. Чтобы не паять сложные электронные схемы, делают индукционные котлы отопления своими руками из инверторов, сварочного аппарата или кухонных плит, работающих на принципе индукции.

Из индукционной плитки

Обычный кухонный прибор можно использовать для создания электрокотла. У мастера есть 2 способа, как реализовать проект. Тем, кто не хочет вникать в тонкости процесса и создавать сложные конструкции, подойдет использование электроприбора по прямому назначению. Для этого на него устанавливают закрытую нагревательную емкость со входным и выходным патрубками. Последние подключают к отопительному контуру, а нагрев будет происходить аналогично кипячению воды в кастрюле.

Второй способ более сложен в реализации. Для этого придется прибор полностью разобрать и извлечь необходимые элементы. Мастеру понадобятся медный сердечник для изготовления катушки и блок управления для питания силовой части. Однако такой прием имеет несколько недостатков:

1. Подбор величины индукции самодельной конструкции. Мастеру понадобится опытным путем определить количество витков, соответствующее оптимальному. Только в этом случае работа будет максимально эффективной.
2. Несоответствие системы управления. Контроллер плитки не рассчитан на работу в составе котловой автоматики. Он будет по времени отключать нагрев, даже если теплоноситель не достиг заданной температуры.

Из инвертора

Преобразователь постоянного напряжения в переменное может служить источником высокочастотного сигнала для сборки «индукционника». Прибор подбирают или изготавливают соответствующей мощности, способной генерировать достаточное количество тепла. Мастеру также понадобится первичная катушка и блок конденсаторов.

Обмотку изготавливают из медной трубы или проволоки в керамической изоляции. В первом случае по катушке можно пустить воду для охлаждения и дополнительного отбора тепла. Элемент сворачивают вокруг цилиндра подходящего диаметра. В зависимости от мощности прибора понадобится не менее 5-6 витков. Края катушки подключают к блоку конденсаторов и инвертору напряжения.

С питанием от сварочного аппарата

Функцию частотного генератора может выполнять современный сварочный агрегат. Он способен генерировать ток с частотой 20-50 кГц, что отлично подходит для создания «индукционника». Последовательность изготовления:

1. К отрезку пластиковой трубы диаметром 2 дюйма и длиной 0,6 м приклеивают полоски текстолита, на которые наматывают обмотку из 50-100 витков медной проволоки в эмалевой изоляции. Между отдельными кольцами оставляют не менее 5 мм.
2. В трубу насыпают куски нержавеющей проволоки.
3. С двух концов припаивают полипропиленовые переходники размером, соответствующим присоединительным фитингам отопительного контура.
4. Обмазывают катушку эпоксидкой для обеспечения надежной электроизоляции.
5. Края обмотки подключают к выводам сварочного инвертора. Их необходимо сделать самостоятельно, подключив проводники в точки, где напряжение еще не выпрямлено.
6. Все элементы устанавливают в шкаф, который закрепляют на стене. Выполняют все необходимые подключения.

Для автоматизации процесса нагрева можно подключить сварочный аппарат через силовое реле или контактор, управляемые термостатом. Такая связка позволит включать и отключать агрегат при достижении заданных температур.

Циркуляция теплового носителя

Котел прост по конструкции, можно использовать различные типы циркуляции — с естественным движением теплоносителя, циркуляционным насосом.

Циркуляционный насос

На некоторых моделях обогревателей установлены циркуляционные насосы. Помогают разгонять теплоноситель по отопительной системе. Циркуляционный насос, применяемый в системе отопления, снижает нагрузку на котельное обрудование, энергопотребление оборудования снижается в несколько раз.

Универсальность ТЭН котлов

Можно использовать разные виды теплоносителя:

• Водопроводная вода, но повышается незащищенность прибора от образования накипи. Простая, неочищенная вода несет мусор, вызывающий поломки.
• Дистиллированная вода. Образование накипи исключено, жидкость не содержит соли тяжелых металлов, не способствует образованию наслоений. Исключено попадание мусора. Теплоноситель, способствует более длительной работе.
• Антифриз. Подходит для дач, частных домов. Используется в помещениях, где хозяева не живут постоянно. При отсутствии владельцев, в целях предотвращения замерзания системы, наполняют антифризом.

Дистиллированная вода, антифриз

Принцип работы устройства

Если сравнивать индукционный котел с классическими обогревательными аппаратами, становится очевидно, что он расходует электроэнергию гораздо бережнее и эффективнее. При современных ценах на коммунальные услуги такое устройство является отличным способом сэкономить без ущерба комфорту.

Огромным преимуществом индукционного котла отопления является его абсолютная экологичность и безвредность для здоровья людей и животных. Во время работы он не выделяет токсичных веществ или сильных излучений (не сильнее, чем обычная кухонная микроволновка), поэтому подобные модели активно используются сторонниками эко-жизни.

Самая простая конструкция индукционного котла представляет собой электрический преобразователь, состоящий из двух частей:

1. Первичная обмотка находится внутри и направлена на преобразование электроэнергии в вихревые токи. Она отправляет получившееся вихревое поле к вторичной внешней части.
2. Вторичная обмотка служит нагревательным элементом и корпусом индуктора одновременно. Она принимает электромагнитное поле от внутренней обмотки и передает ее теплоносителю. В качестве теплоносителя может быть вода, антифриз, масло или любая другая электропроводящая среда.

Также в составе конструкции присутствуют патрубки, которые вводят холодный теплоноситель и отводят его после нагревания. Соответственно, для одного индукционного котла нужно два патрубка. Если вы вознамерились сделать такое устройство своими руками, то «холодный» патрубок нужно устанавливать на вводный участок магистрали, а «горячий» — в подающую точку водопровода.

Внешняя обмотка, как мы уже сказали, является одновременно и корпусом индуктора. Но помимо нее имеется также сердечник с двойной стенкой, электроизоляция и слой утеплителя. Основное отличие промышленных и бытовых котлов отопления заключается в устройстве корпуса. В промышленных моделях он оснащен цилиндрической обмоткой, в бытовых – тороидальной из медного провода, намотанного на трубы из ферромагнитной стали с толщиной стенок больше 10 мм. Такая конструкция позволяет значительно снизить массу самого устройства, сделать его более компактным и одновременно повысить производительность. Из-за отсутствия теплопотерь теплоноситель получает практически 100% энергии.

Устройство индукционного котла:

1. Вода или масло подается в нагревающую часть через «холодный» патрубок.
2. Электрический ток идет к внутренней обмотке.
3. Образуется напряжение, возбуждающее вихревые токи.
4. Эти токи идут к внешней обмотке и прогревают сердечник.
5. Из-за быстрого нагрева сердечника очень скоро прогревается весь участок, а полученное тепло воздействует на теплоноситель.
6. Разогретый теплоноситель идет по «горячему» патрубку и обогревает помещение.

Поскольку отвод горячего теплоносителя осуществляется непрерывно, индукционный котел просто не может перегреться. В этом отношении он является полностью безопасным. Еще одним немаловажным достоинством считается отсутствие нагревательных поверхностей у такого прибора, которые очень «любят» ломаться или об них можно обжечься. Разъемные соединения здесь не используются, а потому исключена возможность протечек. Накипи в котле также не образуется, потому что он постоянно вибрирует. Вибрирует не значит шумит – индукционный котел совершенно бесшумный, и его можно устанавливать в любом помещении.

Подытожит тему эффективности и простоты работы индукционного котла видеоролик ниже:

Приблизительная стоимость индукционного отопления частного дома

В режиме номинальной мощности котел работает только небольшую часть времени – когда температура на улице опускается до экстремально низких значений. В здании, построенном в соответствии с нормами энергосбережения, средняя производительность теплогенератора за весь холодный сезон составляет 1/3 максимума.

Пусть площадь дома равна 150 кв. м. Тогда:

• номинальная мощность прибора из расчета 1 кВт на 10 кв. м – 15 кВт;
• средняя за отопительный сезон – 5 кВт.

Если продолжительность холодного периода составляет 7 месяцев (213 дней), суммарный расход энергии равен:

Р=5*24*213=25560 кВт*ч.

Стоимость 1 кВт*ч в сельских населенных пунктах, например, Самарской обл., по состоянию на первую половину 2021 г. – 3,02 руб.

Затраты на индукционный котел будут большими.

Затраты на отопление составят:

З=25 560*3,02=77190 руб. за 7 месяцев или 11027 руб. за 1.

Из всех видов обогрева электрический является самым дорогим.

Чтобы снизить затраты, действуют так:

1. Переходят на 2-ставочный тариф. Для сел и деревень Самарской обл. цена 1 кВт*ч ночью в 2021 г. равна 1,66 руб.
2. Устанавливают в системе отопления теплоаккумулятор. Это большая емкость в оболочке из минеральной ваты.

Котел работает только ночью, нагревая жидкость в накопителе до +95°С. Днем отопительный контур по мере необходимости производит отбор горячей воды из емкости посредством смесительного узла.

Затраты в этом случае составят:

З=25 560*1,66=42430 руб. за 7 месяцев или 6061 руб. за 1.

В такой схеме котел работает ночью одновременно на систему отопления и на аккумулятор. Поэтому нужна модель с 2-кратной мощностью – 30 кВт.

Частые поломки и ремонт индукционных котлов

К типичным неполадкам оборудования с наличием ТЭНов относят поломку обогревательных элементов, систем контроля и управления. В этом случае придется менять тепловой электронагреватель или электроды. Однако такой дефект встречается в изделиях по причине заводского брака, неправильной эксплуатации, неверного подключения системы и нарушения эксплуатации.

Чтобы не столкнуться с выходом оборудования из строя, важно вовремя делать профилактику. Работы сводятся к тестированию системы перед запуском в регулярную работу при наступлении холодного сезона, визуальному обследованию на целостность соединений, проверке фильтров и чистке воздуховодов

Основные варианты современных электрокотлов

Существует не один вариант конструкции котла для электрического отопления. Самым простым является встроенный ТЭН

Необходимо обратить внимание на трубу, куда монтируется ТЭН. Она обязательно должна быть категории съемной, что касается диаметра, то лучше, если он будет больше, чем иные подобные элементы

Съемная труба требуется для осуществления работ, связанных с ремонтом, если ТЭН выйдет из строя

Кроме того, труба, которая имеет встроенный ТЭН, может быть отнесена к категории особых компактных котлов. Стоит отметить, что данная система отличается высокими показателями эффективности

Съемная труба требуется для осуществления работ, связанных с ремонтом, если ТЭН выйдет из строя. Кроме того, труба, которая имеет встроенный ТЭН, может быть отнесена к категории особых компактных котлов. Стоит отметить, что данная система отличается высокими показателями эффективности.

Важно! По этой причине рекомендуется избежать всех ненужных расходов, но всеми возможными методами добиться использования всей системы в целом. Можно просто выполнить небольшой по размеру стоящий отдельно котел

Оборудование такого плана можно произвести из специальной, выполненной из стали трубы

Здесь, чем котел меньше по размерам, чем более эффективно он будет осуществлять свою работу. Нет необходимости нагревать лишнюю воду и соответственно тратить большое количество киловатт энергии

Оборудование такого плана можно произвести из специальной, выполненной из стали трубы. Здесь, чем котел меньше по размерам, чем более эффективно он будет осуществлять свою работу. Нет необходимости нагревать лишнюю воду и соответственно тратить большое количество киловатт энергии.

Для эффективного обогрева относительно небольшого по площади дома из двух-трех комнат, достаточно взять элемент трубы, диаметр которой равен 220 мм, а показатели длины должны составлять всего половину метра.

С двух сторон труба должна быть герметично заварена специальными крышками из стали. При этом в верхнем элементе необходимо сделать специальное отверстие, которое будет предназначено для присоединения отводной трубы. По данной трубе будет осуществляться передвижение горячей воды к установленным радиаторам. В нижнем элементе построенного котла, с одной из его сторон проделывается точно такое же отверстие, потом туда будет присоединяться труба, но уже с прохладной водой.

Для подобной конструкции можно задействовать ТЭН, с параметрами мощности в 1 Квт. Он осуществляет обогрев от стандартной сети в 220 Вольт. Что касается самого ТЭНа, то его можно быстро инсталлировать в расположенную снизу крышку нового котла или с одной их боковых сторон. Главное чтобы это была сторона, находящаяся на другой стороне патрубка, в нее обычно поступает уже холодная вода.

Важно! Электрокотел такого плана в состоянии работать круглосуточно. Если произвести установку в его конструкции дополнительного автоматического оборудования, можно будет вполне спокойно поддерживать требуемый температурный режим

Кстати, он обычно выставляется посредством специального регулятора

Кстати, он обычно выставляется посредством специального регулятора.

Установка регулятора обязательна, так как именно он в состоянии эффективно защитить оборудование от перегрева. Кроме того, монтированная автоматика предоставляет оптимальную возможность экономить материальные средства на общем количестве потребляемой энергии.

Самодельные нагревательные устройства

Существует несколько различных схем создания индукционных котлов отопления своими руками. Они отличаются как сложностью изготовления, так и своей эффективностью.

Простейшая схема

Сложный водонагреватель не всегда по силам сделать мастеру в домашних условиях. Поэтому разберем сначала, как сделать простой индукционный котел. Для начала краткий список необходимых инструментов и материалов:

• инвертор от сварочного аппарата;
• стальная проволока диаметром 7 мм (нержавейка, катанка);
• пластиковая труба диаметром 50 мм, стенками не тоньше 5 мм и длиной около 500 мм;
• два куска стальной сетки по диаметру трубы;
• медный эмалированный провод диаметром не меньше 1,2 мм, длиной в 4-5 м.

Сначала необходимо нарезать стальную проволоку на небольшие отрезки длиной не более 7 см и не менее 5 см. Пластиковая труба с одного конца закрывается стальной сеткой и плотно, до верха заполняется отрезками проволоки. После этого второй конец тоже закрывается сеткой. Проволока будет выполнять функцию вторичной обмотки, а сетка не даст ей выпадать, под действием тока воды.

Далее на подготовленный отрезок трубы необходимо аккуратно намотать 90 витков эмалированной медной проволоки. Витки должны быть на одинаковом расстоянии друг от друга, не допускайте неровностей или дефектов на проволоке. Формально самодельный индукционный электрокотел готов. Остается установить его в существующую систему отопления, вырезав необходимый по длине участок. К концам медной проволоки подключается инвертор, и после заполнения котла водой можно включать подачу энергии.

Несмотря на свою простоту, подобное устройство прекрасно справляется с обогревом квартиры или небольшого дома.

Мощный индукционный водонагреватель

Чтобы сделать более сложный индукционный электрокотел, потребуется уверенное владение сварочным аппаратом.
Вам понадобятся:

• трехфазный инвертор;
• 2 стальные или чугунные трубы (диаметры подбираются так, чтобы они входили друг в друга);
• 2 патрубка;
• медный эмалированный провод диаметром не меньше 1,2 мм.

Эта схема отличается от предыдущей не только своей сложностью. Основой прибора служат две трубы, впаянные одна в другую так, чтобы образовать тороидальную структуру. В конструкцию необходимо вварить два патрубка: один снизу, один сверху. На нижний патрубок будет подаваться холодная вода, которая, проходя по конструкции, будет выходить из верхнего патрубка уже нагретой.

Медная проволока наматывается на спаянные трубы, как на дроссель, то есть виток проходит снаружи внутрь тора. При таком способе намотки медного провода вторичной обмоткой становятся сами трубы, значительно увеличивая скорость нагрева воды.

Несмотря на отличные показатели КПД, эффективность такого индукционного электрокотла можно повысить еще больше, если поместить его в теплозащитный кожух.
Стоит отметить, что подобные индукционные котлы не менее эффективны, чем фабричные изделия, а стоят при этом значительно меньше.

Замена ТЭНа

Срок службы тэнов зависит от качества теплоносителя. Как уверяют ”сравнители” – это всего 1000 часов работы, если не принять меры и не умягчить жесткую воду. Ну а если умягчили, то около 5000.

При использовании этих данных, перепутаны системы отопления и водоснабжения.

В замкнутых отопительных системах нет столько примесей, как в водоснабжении. Смягчение воды в большинстве случаев здесь попросту не требуется.

Это может относиться только к ГВС или центральному отоплению. Там оператор котельной не способен отследить утечки воды.

Если речь идет чисто о вашем доме, где все собрано и закольцовано без протечек и дыр, то никакой постоянной подготовки воды не требуется. Какие-то элементы в воде, конечно же будут содержаться, но однажды будучи налиты в систему отопления, они один раз прореагируют и более, им неоткуда будет взяться.

У индукционных, якобы низкая стоимость эксплуатации из-за очень редкой замены узлов. На самом деле, это в качественных тэновых образцах, элементы меняются крайне редко, о чем уже говорилось выше.

А вот если вам понадобится что-то поменять в индукционном, то вы крепко задумаетесь, прежде чем это сделать. Там все запечатано в герметичной колбе и без ее физического разрезания внутрь не подобраться.