Индукционный котел своими руками: схема, устройство, чертежи и пошаговая инструкция по монтажу + фото

Все более популярными устройствами для отопления частного дома становятся индукционные котлы. Как сделать прибор своими руками, самому подключить его, схема. Плюсы обогрева помещений из плитки на индукции.

Устройство и принцип работы оборудования

Прежде, чем заняться самостоятельной сборкой индукционного котла, предстоит разобраться с его устройством и принципом работы. И только уяснив эти моменты можно приступать к изготовлению самоделки.

Как работает индукционный котел?

Чтобы понять, как работает индукционное оборудование, нужно познакомиться с принципом его действия. А потому вспомним школьный курс физики.

Когда через токопроводящий материал проходит электрический ток, он выделяет тепло. При этом количество полученного тепла будет прямо пропорционально напряжению и силе тока. Эту закономерность открыли Джоуль и Ленц, в честь которых и назван физический закон.

Но электрический ток может появиться в проводнике не только при непосредственном подключении его к источнику питания. Есть еще один способ, открытый в позапрошлом веке М. Фарадеем. Это бесконтактный метод, не предполагающий взаимодействия источника питания с проводником.

Суть его заключается в том, что когда изменяются параметры магнитного поля, которое пересекает проводник, в нем появляется ЭДС или электродвижущая сила.

Это явление было названо электромагнитной индукцией. Именно оно используется в работе индукционного котла. Получается, что если присутствует ЭДС, значит, будет и электрический ток, соответственно, будет и нагрев проводника.

В этом случае он будет производиться бесконтактным способом, при помощи наведенных токов или как их еще называют токов Фуко.

Получить электромагнитную индукцию можно двумя способами. В первом случае для получения индукции вращают или перемещают проводник внутри постоянного магнитного поля. Этот способ используется в электрогенераторах.

Еще один способ получения индукции – проводник остается неподвижным, при этом параметры магнитного поля, в котором он находится, а именно направление силовых линий и интенсивность, постоянно изменяются.

Сделать это было бы достаточно сложно, если бы не открытие Эрстеда. Он выяснил, что если на катушку намотать провод, то при подключении источника питания она превращается в электромагнит. При изменении направления и силы тока будет изменяться и магнитное поле, которое генерирует это устройство.

Если же внутрь поля поместить проводник, в нем возникнет электрический ток, что сопровождается нагревом.

Именно по такому принципу и устроен индукционный котел. Конструкция его очень проста. Она включает в себя корпус, обязательно теплоизолированный и экранированный. Внутри него помещается труба. Лучше всего, если она будет и сплава, но можно использовать и сталь.

Правда, в последнем случае эксплуатационные характеристики устройства немного пострадают. Трубу устанавливают в гильзу из диэлектрического материала.

Поверх гильзы по принципу катушки наматывается медная шина. Ее подключают к источнику питания. Для врезки в систему отопления используются два патрубка, по которым будет двигаться теплоноситель.

При подаче питания ток проходит по катушке и активирует переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, наводит вихревые токи внутри трубы. Они разогревают стенки детали, а частично и теплоноситель, который в ней находится.

Существую вариации индукционного котла с несколькими трубками малого диаметра, установленными параллельно. Их используют вместо одной большой трубы. Это дает выигрыш в скорости разогрева устройства.

В таком виде оборудование уже может работать, но нагрев будет слабым. Чтобы его усилить, нужно пропускать через катушку высокочастотный электрический ток. Поэтому оборудование обязательно дополняется инвертором и выпрямителем.

Переменный ток из сети имеет частоту 50 Гц, что недостаточно для эффективной работы индукционного котла. Поэтому он подается на выпрямитель, где преобразуется в постоянный.

После чего направляется в инвертор, который представляет собой электронный модуль с управляющей схемой и два ключевых транзистора. Устройство преобразует постоянный ток в высокочастотный.

Надо признать, что использование выпрямителя и инвертора увеличивает стоимость индукционного котла. Поэтому есть модели, работающие без них. Они подключаются к обычной сети. Но такое оборудование имеет внушительные габариты, что позволяет увеличить его эффективность. Приборы с инвертором более компактны.

Основные элементы отопительного оборудования

Любой котел индукционного типа состоит из нескольких конструктивных элементов:

• Индуктор. Основная деталь устройства. Представляет собой своего рода трансформатор с двум обмотками. Первичная наматывается на сердечник. При прохождении тока именно здесь возникает электромагнитное поле, образующее вихревые токи. Корпус котла выступает в роли вторичной обмотки. Она принимает на себя вихревые токи, разогревается и передает тепловую энергию теплоносителю.
• Нагревательный элемент. Это сердечник катушки. Для котла он выполняется в виде трубы достаточно большого диаметра или нескольких параллельно соединенных труб меньшего сечения.
• Патрубки. Предназначены для врезки устройства в тепловую сеть. По одному внутрь устройства поступает теплоноситель, по второму жидкость выходит из котла и подается в отопительный контур.
• Инвертор. Это устройство – инвертор – преобразует постоянный электрический ток в высокочастотный, который потом подается на индуктор.

Прежде чем приступить к самостоятельной сборке, следует тщательно продумать, из чего и как будут изготовлены основные элементы устройства. Некоторые из них придется изготавливать самому, а некоторые можно купить.

К примеру, можно использовать инвертор от сварочного аппарата. Хорошо, если он будет с возможностью регулировки мощности.

Мы перечислили основные элементы индукционного котла.

Принцип работы

Как известно, металл, находящийся в магнитном поле, нагревается. А если этот кусок железа поместить в водяной контур отопления, то от него температуру будет отбирать теплоноситель, циркулирующий по трубам.

Принцип работы

Работа водонагревателя построена на концепции индукционного нагрева. При подаче электроэнергии электрическое высокое сопротивление материала приводит к нагреву структуры, после того как в рамках вещества сгенерируются вихревые токи. Медные катушки поддерживают поток переменного электрического тока через них. Этот процесс приводит к созданию осциллирующего магнитного поля, что в дальнейшем индуцирует ток, используемый для отопления.

Возможно, ли собрать индукционный котёл отопления своими руками, если нет специальных знаний? Достаточно вспомнить теоретические основы физики и приобрести нужный набор материалов и инструментов. Схема индукционной системы нагрева показана на рисунке.

2 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.

Преимущества и недостатки

К плюсам индукционного нагрева можно отнести следующие факты:

• Накипь не образуется.
• Нет гари, копоти, не требуется место для запаса топлива.
• Не нужен дымоход.
• Долгий срок эксплуатации без потерь характеристик.
• Прибор при солидной мощности обладает скромными размерами.
• Быстрее нагревает теплоноситель, чем другие электрические аналоги.

При том, что на деталях котла накипь не образуется, его всё же советуют раз в два года перебирать, чтобы осмотреть и провести ТО.

Минусы:

• Счета за электроэнергию будут немалыми.
• Стоимость самого котла больше, чем тэнового (хотя, самодельный обойдётся дешевле).
• Спорная экологичность.

Плюсы самостоятельной сборки отопительного прибора

Котлы, работающие от электричества, традиционно считаются неэкономичными. Учитывая, что стоимость электроэнергии постоянно растет, они обходятся «в копеечку» своим владельцам. Детальную информацию об отоплении от электрокотла рекомендуем посмотреть в этой статье.

Впрочем, индукционные котлы, хотя и работают от электричества, достаточно экономичны.

Но это еще не весь список их достоинств.

Решившись на установку такого прибора можно получить:

• Быстрый разогрев теплоносителя. На это уходит в среднем 3-5 минут.
• КПД приближенный к 100%, поскольку практически вся электроэнергия преобразуется в тепловую.
• Высокую температуру разогрева жидкости в отопительном контуре, минимум – 35 °С.
• Отсутствие накипи на внутренних поверхностях устройства, что объясняется вибрациями, которые появляются при работе устройства. Они предотвращают появление отложений.
• Длительный срок эксплуатации, поскольку отсутствуют движущиеся и трущиеся механизмы и детали. Соответственно, нет износа оборудования и повреждения его комплектующих.
• Отсутствие необходимости отводить продукты сгорания и часто проводить обслуживающие мероприятия.

Недостатков у индукционных котлов не так уж и много. Прежде всего, это достаточно высокая стоимость оборудования. Кроме того, в процессе работы приборы издают небольшой вибрационный шум.

Еще один минус – достаточно большая масса, что обязательно нужно учесть при монтаже устройства на стену.

Инструкция по сборке индукционного котла

Индукционные отопительные приборы можно приобрести в магазине, но стоимость их достаточно велика. Поэтому многие домашние умельцы пробуют сделать его своими руками. Для изготовления самодельного индукционного котла нужно подготовить материалы и инструменты.

Для начала нужно приобрести сварочный инвертор. Он может быть недорогой, но желательно, чтобы устройство было оборудовано регулятором силы тока.

Кроме того, следует обратить внимание на силу тока, с которой работает прибор. Стандартное значение для сварочных инверторов – 15А. Этого будет недостаточно. Нужно поискать более мощный агрегат.

Кроме этого нужно подготовить катанку или проволоку из нержавейки диаметром 7 мм или около того. Ее следует нарезать на фрагменты длиной 40-50 мм. Они будут помещены в электромагнитное поле, где будут разогреваться.

Для изготовления корпуса котла берется пластиковая толстостенная труба. Диаметр детали может варьироваться, но, как показывает практика, оптимальный вариант – 50 мм по внутреннему диаметру.

Для соединения оборудования с отопительной системой используются переходники. Через один из них в котел будет поступать холодный теплоноситель, а через другой горячая жидкость будет подаваться в систему.

Фрагменты проволоки должны быть уложены в корпус. Чтобы они не выпали, дно детали накрывается мелкоячеистой металлической или капроновой сеткой, которая надежно закрепляется на корпусе. После этого можно уложить проволоку внутрь корпуса.

Теперь верхнюю часть детали накрывают такой же сеткой, как и дно, и закрепляют ее к стенкам детали. На об торца надеваются переходники. Получается заготовка, из которой будет изготовлена индукционная катушка.

Для этого на нее нужно намотать эмалированный медный провод. В среднем нужно наложить 90 витков. Они должны располагаться ближе к центру детали. Выполнять их нужно очень аккуратно и ровно, так, чтобы получилась качественная индукционная катушка.

Получившееся устройство можно устанавливать в систему отопления. Делается это следующим образом. Сначала из системы сливается теплоноситель.

После этого выбирается место, где будет установлен котел. Труба на этом участке размечается, после чего из нее вырезается фрагмент, равный по длине отопительному прибору.

Затем на подготовленное место устанавливается самодельный индукционный котел. Катушка соединяется с инвертором, на этом монтаж можно считать законченным. После этого система вновь заполняется теплоносителем.

Только после этого можно тестировать новое устройство. В нем обязательно должна быть жидкость.

Если включить индукционный котел «на сухую», пластиковый корпус расплавится от высокой температуры. Это приведет к частичному разрушению отопительной системы, что недопустимо.

Еще один важный момент – грамотное обустройство заземления отопительного прибора, без чего невозможна его безопасная эксплуатация.

Простейший индукционный котел

Корпус

Изготавливают из непроводящего ток материала, наиболее подходит для этого пластиковая труба. На нее навивают обмотку, которая будет служить источником магнитного поля. Этот корпус будет являться частью системы отопления, а внутри через сердечник циркулировать теплоноситель (антифриз, вода – не важно).

Обмотка

Делается чаще всего из медного провода сечением 2 квадрата (Если такой нет, можно параллельно соединить несколько тонких, чтобы добиться необходимого сечения).

Подойдет и алюминиевый провод, но он должен быть в два раза толще.

Важно убедиться в наличии хорошей изоляции, чтобы избежать межвиткового замыкания.

Для надёжности витки можно зафиксировать клеем на небольшом расстоянии друг от друга (5 – 10 мм – зависит от длины трубы).

Сердечник

Сердечник – это элемент, нагревающийся от магнитного поля, который будет передавать свою температуру теплоносителю. В нашем случае это нарубленные куски проволоки из черного металла (чтобы реагировали на магнитное поле).

Преобразователь питания

Питает самодельный индукционный котел – сварочный трансформатор (инвертор).

Его мощности должно хватать на объем отапливаемого помещения (это от 15 Ампер и выше).

При мощности свыше 7 кВт производят подключение на 380 Вольт.

Модернизация индукционного отопления

У индукционных систем отопления зачастую одобрительные отзывы. Беззвучность, эффективность и долголетие, являются бесспорным плюсом системы отопления. Одна из разновидностей системы – эксплуатация индукционного водонагревателя для отопления. Индукционный водонагреватель можно купить, и вмонтировать в систему трубопровода.

Можно подобрать схему индукционного отопления своими руками. В этом случае можно хорошо сэкономить свои средства.

Но, для более эффективной работы индукционной системы, важно знать некоторые нюансы. Устанавливая индукционную плиту в конструкцию, ее подключают к зарядному устройству, аккумуляторам и инвертору. Инвертор – прибор, который переводит постоянный ток в переменный. Его применение сводит количество потребляемой электроэнергии для системы отопления фактически к нулю.

Для меньшего потребления энергии, нужно:

• Инвертор на 4 кВт;
• 2 аккумулятора 250 А*ч;
• Устройство для заряда аккумуляторов.

Подключаем синхронно 2 аккумулятора, и к ним зарядку. В них генерируется постоянный ток, и подается на инвертор. Инвертор конвертирует постоянный ток в переменный. Затем инвертор передает ток на индукционную плиту, а зарядка непрерывно заряжает аккумуляторы. Тем самым, расход устройства зарядки в 24 В и есть потребление энергии индукционного отопления дома. Затраты на насос считаем отдельно. Индукционные нагреватели применяют только модификациях с принудительной циркуляцией.

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.

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.

Примеры конструкций самодельных вариантов

Самодельные обогреватели монтируют на небольших радиаторах, которые можно при необходимости переносить, им даже не требуется циркуляционный насос.

Другой вариант – индукционный котел, смонтированный параллельно основному котлу отопления. В системе уже предусмотрен циркуляционный насос. Устанавливается вертикально.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается, как самому сделать отопительный котел индукционного типа.

Отзывы

Отзывы о данных отопительных приборах помогают составить некоторую картину. Стоит помнить, что долговечность котла зависит не столько от принципа конструкции, сколько от качества изготовления.

• «Грею дом индукционным котлом уже четвёртую зиму. За это время столкнулся и с плюсами и с минусами. Зря или нет поставил, – ещё не решил».
• «Мне мой котёл нравится. Потребляет он столько же, сколько и другие электрические котлы. Без перебоев служит уже 8 лет».
• «Фабричный котёл громоздкий. Стоит немало. Моя знакомая взяла кредит, чтобы его купить. Но приобретением довольна – пользуется уже несколько лет».
• «Не доволен – в рекламе обещали больше. Мощность 5 кВт (небольшая), но автоматы постоянно выбивает. До 60 ° догреть для него проблема! Звонил в сервис – говорят, чтобы сам привозил в Москву. В общем, ничего хорошего, лучше бы за эти деньги купил тэновый с большим количеством электроники!»

Устройство вихревого индукционного отопительного агрегата

Сборка такого агрегата потребует от вас наличия определенных навыков обращения со сварочным аппаратом, а также трехфазным трансформатором. Преимуществом вихревого нагревателя является отсутствие в его составе элементов, не способных в течение длительного времени переносить интенсивные нагрузки. То есть риск скорого выхода котла из строя на порядок снижается.

Также к числу преимуществ рассматриваемого агрегата нужно отнести отсутствие разъемных соединений. Это позволяет полностью забыть о риске появления протечек.

Самодельный вихревой индукционный котел работает практически в бесшумном режиме. Это позволяет монтировать его в любом желаемом месте. Вредные выхлопы тоже отсутствуют, поэтому вы можете не беспокоиться по поводу необходимости обустройства надежного котельного помещения и установки дымохода.

Первый шаг. Сварите друг с другом пару металлических труб диаметром порядка 2,5 см так, чтобы в результате получилось изделие круглой формы. Полученная заготовка одновременно является нагревательным элементом котла и его сердечником.

Второй шаг. Установите полученный круг в пластиковую трубу подходящего размера.

Третий шаг. Выполните обмотку на пластиковом корпусе из уже знакомых вам материалов. Благодаря подобной обмотке эффективность и производительнос ть агрегата будут заметно увеличены.

Четвертый шаг. Поместите пластиковый корпус в качественный изоляционный чехол. Он будет предотвращать возможные утечки электрического тока и поспособствует существенному уменьшению потерь тепла.

Нагрев будет осуществляться за счет контакта теплоносителя с все той же обмоткой. Обмотка и все дальнейшие действия выполняются по той же схеме, что и в случае с обыкновенной индукционной установкой, рассмотренной в предыдущей инструкции.

В чем выгода приобретения индукционного котла

Если сравнивать цены индукционных котлов с ТЭНовыми котлами, разница значительна, так как индукционный котел дороже.

Но, индукционный котел, это энергосберегающее оборудование, причем срок службы огромный. ТЭН, даже немецкий, очень надежный, при постоянной работе быстро сгорит.

Кроме этого, в результате эксплуатации, на нагревательном элементе образуется накипь.

При образовании даже в 0,5 мм, снижается на 10% теплоотдача и чем дальше – тем хуже.

За 4 года эксплуатации, мощность ТЭНа теряется почти в половину.

Статисты приводят пример: эффективность индукционного котла и через пять лет работы сохраняется 100%, а ТЭНовый котел, даже самый лучший, теряет около 70% тепла.

У индукционных котлов отсутствуют элементы нагрева, нет разъемных соединений, таким образом, вы не получите протечку в системе, а сам котел не выйдет из строя.