3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Способы организации индукционного отопления частного дома своими руками

Содержание

Для повышения температуры теплоносителя необходимо обеспечить передачу тепла от энергоносителя воде. В традиционных электрических котлах за это отвечают ТЭНы. Однако они имеют ряд недостатков, которые в первую очередь связаны с повышенным потреблением электричества. Современная индукционная печь отопления работает по другому принципу.

Для того чтобы сделать индукционное отопление своими руками – необходимо досконально изучить специфику его работы. В основе его функционирования заложен принцип электромагнитного индуктора. Его конструкция состоит из двух обмоток, каждая из которых выполняет определенную функцию:

  • Первичная. Необходима для преобразования подаваемого на нее электричества в вихревой ток. Это один из шагов для создания индукционного явления;
  • Вторичная. Вследствие воздействия электромагнитного поля начинает нагреваться, тем самым передавая полученную тепловую энергию теплоносителю.

На практике для изготовления индукционного отопления частного дома своими руками понадобится внешний контур, который выполняет функцию корпуса. Внутренний сердечник изготавливается из стального стрежня, толщина которого обычно равна 10 мм. Такая конструкция позволяет уменьшить массу, и в то же время повысить эффективность работы. Для заводских моделей показатель КПД может достигать 98%. В то же время даже правильно сделанный индукционный котел отопления своими руками имеет значение этой характеристики порядка 87-90%.

Все индукционные системы отопления не комплектуются циркуляционными насосами, расширительным баком и системой безопасности. Эти компоненты необходимо приобретать отдельно.

Вихревой индукционный нагреватель (ВИН) своими руками

Главная проблема любой системы с разностью температур — нагревательный элемент или реактор. Это место образования избытка энергии, которая передаётся напрямую (как в случае с электрическими тэнами) или преобразовывается (как в случае с ВИН).

Теоретически котёл можно собрать из большой герметичной кастрюли, к которой будут подключены две трубы (подача и обратка), насос и расширительный бак. Трубы мы мысленно соединяем с цепочкой радиаторов, а кастрюлю ставим на газовую плиту. Заполняем систему водой (или антифризом), включаем насос и поджигаем газ — котёл готов. Разумеется, КПД его будет относительно низок, поэтому стоит подумать над более дешёвым источником энергии, т. к. сама система вполне рабочая.

Для этой цели нам и пригодится микроволновый эффект, на котором основано действие индукционной плиты. Он хорош тем, что нагревает агент очень быстро, безвредно и безопасно. Теперь, если установить не гипотетическую, а реальную чугунную или стальную ёмкость на такую плиту, включить её в цепь отопления, можно греть трёхкомнатную квартиру, потребляя 1,8–2,5 кВт/час (мощность плитки). Для сравнения, начальная мощность электрокотла с тэнами — 6 кВт.

Стоимость индукционных электроплит

НазваниеПроизводительКоличество конфорокМощность, ВтЦена, у. е.
Kitfort Кт-101Китай/Россия1200065
Philips HD4959/40Нидерланды12200115
Haus Muller 453Китай/Швеция1750100
Hendi (239780) KITCHEN LINE 3500 (проф.)Нидерланды13500385
INDOKOR IN3500Южная Корея13500231
ENERGY EN-914Китай/Китай1110058
Oursson IP2310T/BLКитай22400/1800215
KROMAX EndeverШвеция22200/1750285

Во-первых, для сборки котла требуется сварочный инвертор, который значительно упрощает выполнение работ с металлическими частями конструкции. Особенно важна сварка при сборке корпуса теплового генератора и присоединении контуров трубопровода.

Во-вторых, необходимо использовать подходящие материалы. Подходящим вариантом для изготовления нагревающейся части устройства является стальная проволока, нарезанная небольшими кусочками так, чтобы диаметр выбранного материала не превышал 7 мм, а длина – 5 см.

Корпус индукционного котла одновременно является базисом индукционной катушки и участком трубопровода, в котором находится энергоноситель. Для изготовления корпуса подойдет пластиковая труба с большой толщиной стенок, а ее внутренний диаметр не должен превышать 50 мм. Подключение к отопительной системе будет выполняться при помощи переходников, которые предназначены для подачи и отводки теплоносителя.

Нагревательным элементом в таком тепловом генераторе служит индукционная катушка, изготовленная из эмалированного медного провода. На пластиковый корпус необходимо намотать 90 витков, при этом должно соблюдаться расстояние между ними. После сборки самодельного индуктора, можно подключать его к системе. Компактность и простота устройства позволяет подключать индукционные отопительные котлы на любом участке трубопровода. Для этого нужно врезать устройство в трубу, используя переходники. Питание на катушку обогревателя должно подаваться с высокочастотного инвертора.

Запускать такую систему без теплоносителя нельзя, пластиковый корпус, разогретый до большой температуры, просто расплавится. Для повышения безопасности конструкции стоит изолировать все открытые элементы катушки. Выбор материала в данном случае можно осуществлять произвольно, но он должен иметь подходящие показатели электро- и теплопроводности.

Как самому сделать прибор

Индукционный котёл можно изготовить своими руками, главное следовать изложенной ниже инструкции.

Читать еще:  Панно-картина «Маленькая балеринка»

Необходимые инструменты и материалы

  • Кусачки, плоскогубцы.
  • Циркуляционный насос.
  • Инвертор сварочный.
  • Шаровые краны и переходники потребуются при монтаже агрегата к системе обогрева.
  • Медная, стальная или нержавеющая проволока. Лучше приобрести новые материалы, так как обмотку со старых катушек лучше не применять. Сечение провода, которое подходит для обмотки патрубка — 0.2 мм, 0.8 мм, 3 мм.
  • Отрезок пластиковой трубы — корпус конструкции.

Порядок выполнения работ

Для сборки простого индукционного котла не понадобится применять сложные инструменты и дорогостоящие материалы.

Все что понадобится — сварочный аппарат инвертированного типа. Основные и пошаговые этапы изготовления:

  1. Стальную либо нержавеющую проволоку нарезать при помощи кусачек на отрезки от 5 до 7 см.
  2. Пластиковая труба для сборки корпуса аппарата с диаметром 5 см. Трубу следует плотно заполнить нарезанными кусками проволоки и уложить её так, чтобы внутри не было пустого места.
  3. На торцевых частях трубы крепится мелкочастотная металлическая сетка.
  4. Короткие отрезки труб крепятся в нижней и верхней части основной трубы.
  5. Трубу плотно обмотать медной проволокой, количество витков не меньше 90. Между витками следует соблюдать одинаковое расстояние.

Важно! Все открытые участки медной проволоки следует изолировать специальными материалами, которые имеют хорошую электро- и теплопроводность. Индукционный котёл требует обязательного заземления.

  1. К корпусной части нагревателя подключаются специальные переходники, предназначенные для врезки в отопительные или водопроводные конструкции.
  2. Устанавливается циркулярный насос.
  3. К готовой катушке подключается инвертирующий элемент на 18—25 А.
  4. Отопительная система готова к заполнению теплоносителем.

Внимание! Не запускайте котёл отопления, если в конструкции отсутствует теплоноситель. В противоположном случае пластиковый материал корпуса начнёт плавиться.

В итоге получается недорогой, несложный агрегат, который будет эффективно обогревать обслуживаемое помещение.

Для установки индукционной системы подойдёт отопительная конструкция закрытого типа с насосом, который будет создавать циркуляцию воды в трубопроводе.

Трубы, выполненные из пластика, также подойдут для монтажных работ при подключении самодельного отопительного устройства.

При установке обязательно требуется соблюдать расстояние до предметов, которые находятся вблизи. По правилам безопасности от отопительного агрегата до других предметов и стен должно быть около 30 см и больше, от пола и потолка 80 см и больше. Рекомендуется у выводного патрубка установить прибор для измерения давления жидкости в замкнутом пространстве и ручной воздухоотводчик.

Как подключить котел своими руками, схема

  1. Источник постоянного тока 220 V.
  2. Индукционный котёл.
  3. Группа элементов безопасности (прибор для измерения давления жидкости, воздухоотводчик).
  4. Шар-кран.
  5. Циркуляционный насос.
  6. Фильтр сетчатый.
  7. Бак мембранный для водоснабжения.
  8. Радиатор.
  9. Указатель линии наполнения и слива отопительной системы.

Фото 2. Схема подключения индукционного котла к системе отопления. Цифрами обозначены части конструкции.

Как самому сделать индукционный котел

Теперь о том, как сделать индукционный котел своими руками. Если все делать самостоятельно, нужны немалые познания. Например, два электронщика возились больше полугода, перевели множество запчастей, истратили на них кучу денег. Рабочую установку, в конце концов, собрали, результатом очень довольны, но выложили только фото.

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.

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:

  • 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).

Функционал и рабочие параметры индукционных котлов

Перед тем как собирать индукционные котлы отопления своими руками, необходимо обязательно разобраться с основами работы техники. Для начала следует отметить, что подобные агрегаты имеют некоторую схожесть с устройствами, снабженными ТЭНами – они преобразовывают электроэнергию в тепло, необходимое для обогрева помещения.

Читать еще:  Тактическое огниво своими руками

Только нагрев теплоносителя происходит намного быстрее – причиной тому служит конструкция индукционного котла.

Важно. Индукционный котел не требует переоборудования системы отопления здания, а потому его можно устанавливать как в небольшом загородном коттедже, так и использовать для обогрева строения с большой площадью.

Самая простая конструкция генератора теплоты, построенного на принципе индукции, представляет собой некий трансформатор (электрический индуктор), состоящий из нескольких обмоток – первичной и вторичной.

Устройство и принцип работы самого простого оборудования индукционного нагрева

  • Первичная обмотка. Основная задача контура заключается в преобразовании электрической энергии в вихревые токи и направление созданного электромагнитного поля на вторичную обмотку;
  • Вторичная обмотка. Одновременно корпус и нагревательный элемент котла, передает полученную энергию теплоносителю (вода, масло, антифриз, другие электролиты).

Корпус индукционного котла отопления состоит из внешнего контура, а также сердечника с двойной стенкой и слоя электро- и теплоизоляции. Промышленные и бытовые котлы данной категории отличаются друг от друга конструкцией корпуса – в первом случае он имеет цилиндрическую обмотку, тогда как во втором – тороидальную, выполненную медным проводом вокруг труб из ферромагнитной стали (толщина стенок более 10 мм).

За счет такой конструкции удается существенно снизить вес самого котла, повысить его КПД, а также уменьшить размеры. К тому же, теплоноситель получает порядка 98% тепловой энергии, так как отсутствуют потери, что сказывается на экономичности и производительности техники.

Индукционный агрегат в системе отопления

В чем эффект индукционной отопительной техники

Инструкция к индукционным котлам говорит о том, что они намного выгоднее более традиционных вариантов, как-то твердотопливные или газовые источники тепла.

Благодаря установке подобного оборудования можно получить просто уникальный эффект:

  • Теплоноситель проходит двойной нагрев;
  • Время нагрева сокращается практически вдвое (если сравнивать с котлами, оборудованными ТЭНами). Достигается такой показатель за счет более низкого уровня инерции;
  • Возникновение в ходе нагрева теплоносителя магнитной индукции приводит к тому, что в трубопроводах, по которым движется теплоноситель, не будет образовываться накипь. По сути, такой котел вечный – не требуется ухода, обслуживания и чистки.

Простейший индукционный котел: экономия доступная каждому

Создавать бюджетные индукционные котлы отопления своими руками довольно просто – нет необходимости в специальном образовании или каких-то глубоких познаниях теплотехники. Тем не менее, необходимо заранее запастись набором инструментов и материалов, которые могут пригодиться в процессе сборки.

Тепловой агрегат в заводском исполнении

Совет. Для того чтобы сборка котла прошла быстро и гладко, лучше всего подготовить сварочный инвертор. При помощи такого аппарата будет производиться сварка корпуса генератора теплоты, а также присоединение подающих и отводящих трубопроводов.

В качестве материала, который будет нагреваться в электромагнитном поле, лучше всего выбирать отрезки стальной проволоки или катанки. Диаметр проката должен быть не более 7 мм, а длина – 5 см.

Чтобы изготовить корпус котла, который одновременно будет служить участком трубопровода для теплоносителя и основой индукционной катушки, можно взять пластиковую трубу с толстыми стенками (внутренний диаметр не более 5 см).

К отопительной системе самодельный индукционный агрегат будет присоединяться при помощи специальных переходников (фото и видео, подобных устройство можно найти на нашем сайте). Именно через такие переходники будет поступать холодный теплоноситель, и выходить уже нагретый посредством индукции. Следует отметить, что первый из переходников приваривается к основанию корпуса аппарата.

На дно пластиковой трубы, подготовленной ранее, нужно уложить металлическую сетку – она будет служить неким барьером для отрезков металлической проволоки (также ранее была подготовлена).

Куски порезанной по 5 см длиной проволоки засыпаются – количество их должно быть таким, чтобы полностью заполнить внутреннее пространство трубы. Аналогичным образом закрывается и верхняя часть устройства.

Автоматика для индукционных агрегатов

Основной нагревательный элемент генератора теплоты – индукционная катушка, изготавливается их медного провода (эмалированного). На «корпус» из пластиковой трубы наматывается 90 витков провода – при этом следует следить, чтобы все было аккуратно, соблюдать расстояние между участками.

После того, как самодельный индуктор для нагрева воды собран, можно подключать его к системе отопления. Благодаря своей компактности и элементарности в конструктивном плане, такой агрегат можно смонтировать в любом участке трубопровода. Достаточно лишь вырезать часть трубы из системы и посредством переходников установить в разрез индуктор.

Что касается электросети, то катушка индукционного обогревателя подключается к высокочастотному инвертору. Следует отметить, что включать данный агрегат можно лишь в том случае, если в системе отопления есть теплоноситель – в противном случае корпус устройства попросту расплавится от высокой температуры.

Совет. Для того чтобы сделать эксплуатацию самодельного индуктора более безопасной, можно изолировать все открытые участки медной катушки специальными материалами.
Естественно, при выборе изоляторов, важно учитывать их электро- и теплопроводность.

Схема простого индукционного нагревателя для системы отопления

Читать еще:  Табурет из ПВХ труб своими руками

Цена такого самодельного котла отопления просто копеечная. Единственным недостатком можно назвать сравнительно небольшие размеры и неказистый внешний вид. Тем не менее, даже после установки такого простейшего устройства можно почувствовать положительный эффект, существенно повысить скорость нагрева теплоносителя в системе отопления.

Вариант индукционного котла №2: затраты выше – растет эффективность

Создать такие индукционные котлы отопления своими руками несколько сложнее, нежели рассмотренные ранее. Обязательны навыки работы с профессиональным сварочным аппаратом, наличие трехфазного инвертора (желательно со стационарным креплением) и некоторых сложных инструментов.

Следует отметить, что конструкция более сложного индукционного отопительного агрегата состоит из двух труб, ввареных друг в друга. Одновременно такой «бублик» (вид конструкции, если на нее смотреть с торца) выступает сердечником, создающим электромагнитное поле, и нагревательным элементом.

Обмотка из меди наматывается непосредственно на корпус котла – это позволяет достичь повышенной производительности, сохранив небольшие габариты и вес. Для подвода и отвода теплоносителя в индуктор ввариваются специальные патрубки. Нагрев системы отопления производится при непосредственном контакте теплоносителя с обмоткой котла.

Схема индукционного теплового агрегата продвинутой конструкции

Рекомендации и требования монтажа индукторного котла:

  1. Индукционный нагреватель устанавливать можно только в закрытые системы отопления, снабженные принудительной циркуляцией теплоносителя;
  2. Агрегаты можно монтировать в системы, где используются пластиковые трубы;
  3. Между системой индукционного нагрева и стенами (предметами мебели, бытовой техникой) должно быть не менее 30 см свободного расстояния. От потолка и пола агрегаты должны быть удалены на 80 см;

Естественно, над этим вариантом индукционного котла придется немало потрудиться, но эффект того стоит. Это действительно производительный агрегат, который не только обеспечит качественный обогрев дома, но еще и прослужит не менее 25 лет, не требуя какого-то обслуживания и ухода.

Преимущества использования индукционных котлов (как самодельных, так и заводского производства):

  • Возможность продуктивной работы, как с переменным, так и постоянным током;
  • Отсутствие изнашиваемых нагревательных элементов;
  • Простая конструкция индукционных котлов;
  • Отсутствие необходимости оборудования отдельного помещения для установки обогревательной техники. Все индукционные агрегаты относятся ко второму классу пожарной безопасности;
  • КПД практически равен 100% (98-99%);
  • Возможность использования нескольких типов теплоносителей без ущерба для самого индукционного котла. В частности может использоваться вода, масло и антифризы;
  • Простое самостоятельное изготовление отопительных приборов и низкая стоимость заводских вариантов.

Обогреватель из индукционной плитки

Индукционная плита

Зная этот принцип можно за пару часов соорудить полноценный обогреватель, который будет не только эффективным, но и экономным. Используя его можно сэкономить около 50% электроэнергии, если сравнивать с аналогичным калорифером, работающем на ТЭНах.

Что понадобится для изготовления

Вариант индукционного нагревателя

Для изготовления понадобится:

  • Индукционная плитка мощностью 1,2 кВт

Плитка подойдёт самая дешевая, без встроенных программ для приготовления пищи. Стоимость около 1,2 тыс.рублей.

  • Гофрированный стальной шланг длиной около 2 метров

Продаётся в строительных магазинах, в отделе сантехника. Стоимость около 500 рублей.

  • Два фитинга для соединения шланга
  • Алюминиевый радиатор

Количество секций подбирается под отапливаемую площадь. Примерный расчет 1кВт на 10 м².

  • Кусок медной трубки, около 20 см

Делаем котёл отопления

Обязательно нужно закольцевать спираль, иначе она не будет нагреваться

Котёл отопления – ёмкость, где будет происходить нагрев теплоносителя, т.е. воды. Для его изготовления из гофрированного металлического шланга формируем спираль, как показано на рис.2. Для этого понадобится около 1 метра. Формировать спираль нужно таким образом, чтобы оставшихся концов шланга хватало для подключения к алюминиевому радиатору.

Полученную спираль нужно закольцевать, т.е. соединить окончание спирали с её центром при помощи медного отрезка трубки (см. рис.2). Это нужно для того, чтобы индукционная плитка распознавала котёл и нагревала его.

Можно сделать котёл и другой формы. Например, как показано на фото ниже.

Эта вариация тоже закольцована, соединена при помощи олова

Механизм действия индукционного котла

По конструкционному исполнению такие котлы представляют собой своего рода электрические индукторы, в состав которых входит две короткозамкнутые обмотки.

Так, внутренняя обмотка отвечает за преобразование поступающей электрической энергии в специальные вихревые токи. В агрегате образуется электрическое поле, которое в дальнейшем поступает на вторичный виток. Последний одновременно выполняет функции нагревательного элемента отопительного агрегата и корпуса котла.

Схема индукционного вихревого агрегата для отопительной сети

Вторичная же обмотка отвечает за передачу образующейся энергии непосредственно на теплоноситель системы отопления. В качестве теплоносителя в подобных установках используются специальные масла, незамерзающие жидкости или чистая вода.

Внутренняя обмотка нагревателя подвергается воздействию электроэнергии. В результате появляется некоторое напряжение и образуются вихревые токи. Созданная энергия отдается вторичной обмотке, после чего начинается нагрев сердечника. По достижению нагрева всей поверхности, теплоноситель начнет давать тепло радиаторам, а они — обогреваемым помещениям.

Смотрите видео

Более подробные эксперименты и модернизацию системы смотрите в видеороликах автора.

Сборка самого котла.

Выбор индукционной плитки. Доработка.

Подключение автоматики.

Тестирование в системе водяного отопления.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector