Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Люди розпещені цивілізацією і не мислять існування без її благ. До них, безперечно, відноситься і опалення будівель. Системи обігріву постійно удосконалюються і стають все більш ефективними і зручними для використання.

Але цього мало. Погодьтеся, зовсім непогано, щоб опалювальне обладнання було ще й економічним. І це бажання цілком здійсненне - можна виготовити індукційний котел опалення своїми руками. Він здатний не тільки забезпечувати необхідний рівень обігріву приміщення, а й вельми економно витрачати при цьому енергоресурси.

Більш того, таке обладнання при бажанні збере навіть початківець майстер. А як це правильно зробити і які матеріали знадобляться для виготовлення - ці питання ми детально розберемо в нашій статті. Попередньо розглянемо пристрій і принцип роботи обладнання, а також плюси його використання.

Пристрій і принцип роботи обладнання

Перш, ніж зайнятися самостійною збіркою індукційного котла, належить розібратися з його пристроєм і принципом роботи. І тільки усвідомивши ці моменти можна приступати до виготовлення саморобки.

Як працює індукційний котел?

Щоб зрозуміти, як працює індукційне промислове, треба бути обізнаним з принципом його дії. А тому згадаємо шкільний курс фізики.

Коли через струмопровідний матеріал проходить електричний струм, він виділяє тепло. При цьому кількість отриманого тепла буде прямо пропорційно напрузі і силі струму. Цю закономірність відкрили Джоуль і Ленц, в честь яких і названий фізичний закон.

Принцип роботи індукційного агрегату полягає в розігріві теплообмінника, який в свою чергу передає енергію протікає через нього теплоносія В індукційних схемах немає прямого нагріву, що істотно продовжує терміни експлуатації обладнання і знижує ризик поломок Основними конструктивними складовими індукційного котла є індуктор, зібраний з однієї-двох обмоток, сердечник як нагрівальний елемент і інвертор У найпростішому варіанті індукційного агрегату обмотку просто встановлюють на трубу, через яку і розігрівається теплоносій

Але електричний струм може з'явитися в провіднику не тільки при безпосередньому підключенні його до джерела живлення. Є ще один спосіб, відкритий в позаминулому столітті М. Фарадеєм. Це безконтактний метод, який не передбачає взаємодії джерела живлення з провідником.

Суть його полягає в тому, що коли змінюються параметри магнітного поля, яке перетинає провідник, в ньому з'являється ЕРС або електрорушійна сила.

Це явище було названо електромагнітної індукції. Саме воно використовується в роботі індукційного котла. Виходить, що якщо присутній ЕРС, значить, буде і електричний струм, відповідно, буде і нагрів провідника.

У цьому випадку він буде проводитися безконтактним способом, за допомогою наведених струмів або як їх ще називають струмів Фуко.

Отримати електромагнітну індукцію можна двома способами. У першому випадку для отримання індукції обертають або переміщують провідник всередині постійного магнітного поля. Цей спосіб використовується в електрогенераторах.

Ще один спосіб отримання індукції - провідник залишається нерухомим, при цьому параметри магнітного поля, в якому він знаходиться, а саме напрямок силових ліній і інтенсивність, постійно змінюються.

В основу дії будь-якого індукційного котла закладено явище електромагнітної індукції

Зробити це було б досить складно, якби не відкриття Ерстеда. Він з'ясував, що якщо на котушку намотати провід, то при підключенні джерела живлення вона перетворюється в електромагніт. При зміні напрямку і сили струму буде змінюватися і магнітне поле, яке генерує цей пристрій.

Якщо ж всередину поля помістити провідник, в ньому виникне електричний струм, що супроводжується нагріванням.

Саме за таким принципом і влаштований індукційний котел. Конструкція його дуже проста. Вона включає в себе корпус, обов'язково теплоізольований і екранований. Усередині нього поміщається труба. Найкраще, якщо вона буде і сплаву, але можна використовувати і сталь.

Правда, в останньому випадку експлуатаційні характеристики пристрою трохи постраждають. Трубу встановлюють в гільзу з діелектричного матеріалу.

Теплоносій в котлах індукційного типу нагрівається від розташованого усередині сталевого сердечника, нагрів якого проводиться вихровими струмами, що виникають в електромагнітному полі

Поверх гільзи за принципом котушки намотується мідна шина. Її підключають до джерела живлення. Для врізки в систему опалення використовуються два патрубка, за якими буде рухатися теплоносій.

При подачі живлення струм проходить по котушці і активує змінне магнітне поле, яке, в свою чергу, наводить вихрові струми усередині труби. Вони розігрівають стінки деталі, а частково і теплоносій, який в ній знаходиться.

Існують варіації індукційного котла з декількома трубками малого діаметра, встановленими паралельно. Їх використовують замість однієї великої труби. Це дає виграш в швидкості розігріву пристрою.

У такому вигляді обладнання вже може працювати, але нагрів буде слабким. Щоб його посилити, потрібно пропускати через котушку високочастотний електричний струм. Тому обладнання обов'язково доповнюється інвертором і випрямлячем.

Змінний струм з мережі має частоту 50 Гц, що недостатньо для ефективної роботи індукційного котла. Тому він подається на випрямляч, де перетворюється в постійний.

Після чого направляється в інвертор, який представляє собою електронний модуль з керуючої схемою і два ключових транзистора. Пристрій перетворює постійний струм в високочастотний.

Треба визнати, що використання випрямляча і інвертора збільшує вартість індукційного котла. Тому є моделі, що працюють без них. Вони підключаються до звичайної мережі. Але таке обладнання має значні габарити, що дозволяє збільшити його ефективність. Прилади з інвертором більш компактні.

Наведені вихрові струми дуже швидко розігрівають теплообмінник і рідина, що знаходиться всередині нього

Основні елементи опалювального обладнання

Будь котел індукційного типу складається з декількох конструктивних елементів:

  • Індуктор. Основна деталь пристрою. Являє собою свого роду трансформатор з двома обмотками. Первинна намотується на сердечник. При проходженні струму саме тут виникає електромагнітне поле, що створює вихрові струми. Корпус котла виступає в ролі вторинної обмотки. Вона приймає на себе вихрові струми, розігрівається і передає теплову енергію теплоносія.
  • Нагріваючий елемент. Це сердечник котушки. Для котла він виконується у вигляді труби досить великого діаметра або декількох паралельно з'єднаних труб меншого перетину.
  • Патрубки. Призначені для врізки пристрою в теплову мережу. По одному всередину пристрою надходить теплоносій, по другому рідина виходить з котла і подається в опалювальний контур.
  • Інвертор. Це пристрій - інвертор - перетворює постійний електричний струм в високочастотний, який потім подається на індуктор.

Перш ніж приступити до самостійної збірці, слід ретельно продумати, з чого і як будуть виготовлені основні елементи пристрою. Деякі з них доведеться виготовляти самому, а деякі можна купити.

Наприклад, можна використовувати інвертор від зварювального апарату. Добре, якщо він буде з можливістю регулювання потужності.

Інвертор перетворює постійний струм в високочастотний. Для виготовлення саморобних пристроїв можна використовувати стандартний інвертор для зварювання

Ми перерахували основні елементи індукційного котла.

Плюси самостійної збірки опалювального приладу

Котли, що працюють від електрики, традиційно вважаються неекономічними. З огляду на, що вартість електроенергії постійно зростає, вони обходяться «в копієчку» своїм власникам. Детальну інформацію про опалення від електрокотла рекомендуємо подивитися в цій статті.

Втім, індукційні котли, хоча і працюють від електрики, досить економічні.

Котли ідукціонного типу - найбільш економічне в плані витрати енергії електрообладнання Економне споживання енергії не заважає індукційним котлам лідирувати за параметрами продуктивності Завдяки простоті конструкції індукційні котли вкрай рідко виходять з ладу, справно служать більше 30 років Акуратна форма і компактні розміри - важливі аргументи на користь індукційних котлів Індукційне промислове в швидкому темпі розігріває теплоносій для контурів опалення Однак довгий перелік плюсів індукційних котлів переважує солідний мінус - ціна обладнання, особливо помітна при необхідності в установці декількох технічних одиниць Ціна не страшна тим, хто вирішить виготовити ефективний агрегат власними руками, комплектуючі для складання коштують недорого Однак для успіху в реалізації задумки варто досконально розібратися з пристроєм індукційного агрегату і принципом його роботи

Але це ще не весь список їх достоїнств.

Зважившись на установку такого приладу можна отримати:

  • Швидкий розігрів теплоносія. На це йде в середньому 3-5 хвилин.
  • ККД наближений до 100%, оскільки практично вся електроенергія перетворюється в теплову.
  • Високу температуру розігріву рідини в системі опалення, мінімум - 35 ° С.
  • Відсутність накипу на внутрішніх поверхнях пристрою, що пояснюється вібраціями, які з'являються при роботі пристрою. Вони запобігають появі відкладень.
  • Тривалий термін експлуатації, оскільки відсутні рухомі і труться механізми і деталі. Відповідно, немає зносу обладнання і пошкодження його комплектуючих.
  • Відсутність необхідності відводити продукти згоряння і часто проводити обслуговуючі заходи.

Недоліків у індукційних котлів не так вже й багато. Перш за все, це досить висока вартість обладнання. Крім того, в процесі роботи прилади видають невеликий вібраційний шум.

Ще один мінус - досить велика маса, що обов'язково потрібно врахувати при монтажі пристрою на стіну.

Щоб отримати максимальний ефект від використання індукційного котла, як саморобного, так і серійного, потрібно підключити їх групою і використовувати по черзі або всі відразу

Інструкція по збірці індукційного котла

Індукційні опалювальні прилади можна придбати в магазині, але вартість їх досить велика. Тому багато домашні умільці намагаються зробити його своїми руками. Для виготовлення саморобного індукційного котла потрібно підготувати матеріали і інструменти.

Для початку потрібно придбати зварювальний інвертор. Він може бути недорогий, але бажано, щоб пристрій було обладнано регулятором сили струму.

Крім того, слід звернути увагу на силу струму, з якою працює прилад. Стандартне значення для зварювальних інверторів - 15А. Цього буде недостатньо. Потрібно пошукати більш потужний агрегат.

Крім цього потрібно підготувати катанку або дріт з нержавійки діаметром 7 мм або близько того. Її слід нарізати на фрагменти довжиною 40-50 мм. Вони будуть поміщені в електромагнітне поле, де будуть розігріватися.

Нагрівальний елемент саморобної індукційного приладу виготовляється з мідного дроту, для намотування якого можна використовувати будь-який відповідний по діаметру циліндричний предмет

Для виготовлення корпусу котла береться пластикова толстостенная труба. Діаметр деталі може варіюватися, але, як показує практика, оптимальний варіант - 50 мм по внутрішньому діаметру.

Для з'єднання обладнання з опалювальною системою використовуються перехідники. Через один з них в котел буде надходити холодне теплоносій, а через інший гаряча рідина буде подаватися в систему.

Фрагменти дроту повинні бути покладені в корпус. Щоб вони не випали, дно деталі накривається дрібнопористої металевої або капронової сіткою, яка надійно закріплюється на корпусі. Після цього можна укласти дріт всередину корпусу.

Тепер верхню частину деталі накривають такий же сіткою, як і дно, і закріплюють її до стінок деталі. На про торця надягають перехідники. Виходить заготовка, з якої буде виготовлена індукційна котушка.

Для цього на неї потрібно намотати емальований мідний дріт. В середньому потрібно накласти 90 витків. Вони повинні розташовуватися ближче до центру деталі. Виконувати їх потрібно дуже акуратно і рівно, так, щоб вийшла якісна індукційна котушка.

Вийшло пристрій можна встановлювати в систему опалення. Робиться це в такий спосіб. Спочатку з системи зливається теплоносій.

Після цього вибирається місце, де буде встановлений котел. Труба на цій ділянці розмічається, після чого з неї вирізається фрагмент, рівний по довжині опалювального приладу.

Потім на підготовлене місце встановлюється саморобний індукційний котел. Котушка з'єднується з інвертором, на цьому монтаж можна вважати закінченим. Після цього система знову заповнюється теплоносієм.

На пластикову трубу з відрізками металевого дроту всередині акуратно намотується мідний дріт

Тільки після цього можна тестувати новий пристрій. У ньому обов'язково повинна бути рідина.

Якщо включити індукційний котел «на суху», пластиковий корпус розплавиться від високої температури. Це призведе до часткового руйнування опалювальної системи, що неприпустимо.

Ще один важливий момент - грамотне облаштування заземлення опалювального приладу, без чого неможлива його безпечна експлуатація.

Особливості вихрового індукційного котла

З принципом роботи індукційного опалювального приладу ми вже знайомі. Існує його різновид: вихровий індукційний котел або ВІН, діючий трохи інакше.

Відмінні риси ВІН

Як і індукційний аналог, він працює від високочастотного напруги, тому обов'язково обладнується інвертором. Особливість ВІН пристрою полягає в тому, що вторинна обмотка у нього відсутня.

Її роль виконують всі металеві деталі приладу. Їх обов'язково виготовляють з матеріалів, які проявляють феромагнітні властивості. Таким чином, коли на первинну обмотку пристрою надходить струм, різко зростає напруженість електромагнітного поля.

Воно в свою чергу генерує струм, сила якого стрімко збільшується. Вихрові струми провокують перемагничивание, в результаті якого усі феромагнітні поверхні дуже швидко, майже миттєво, розігріваються.

Вихрові пристрою досить компактні, але за рахунок використання металу, їх вага великий. Це дає додаткову перевагу, оскільки всі масивні елементи корпусу беруть участь в теплообміні. Таким чином ККД агрегату наближається до 100%.

Цю особливість пристрою потрібно враховувати, якщо прийнято рішення самостійно виготовити котел ВІН. Він може бути виконаний тільки з металу, пластик використовуватися не повинен.

Основна відмінність вихрового індукційного котла полягає в тому, що його корпус виступає в ролі вторинної обмотки. Тому його завжди виготовляють з металу

Як зібрати вихровий індукційне пристрій?

Як ми вже знаємо, такий котел відрізняється від свого індукційного аналога, однак, виготовити його самостійно так само нескладно. Правда, тепер знадобляться навички зварювальних робіт, адже пристрій повинен бути зібрано тільки з металевих деталей.

Для роботи знадобиться:

  • Два однакових по довжині відрізка металевої товстостінної труби. Їх діаметри повинні бути різними, так, щоб одну деталь можна було помістити в іншу.
  • Обмотувальний (емальований) дріт з міді.
  • Трифазний інвертор, можна від зварювального апарату, але максимально потужний.
  • Кожух для теплоізоляції котла.

Тепер можна приступати до роботи. Починаємо з виготовлення корпусу майбутнього котла. Беремо трубу більшого діаметра і вставляємо всередину другу деталь. Їх потрібно вварити одну в іншу так, щоб між стінками елементів залишилося деяку відстань.

Отримана деталь в розрізі буде нагадувати бублик. В якості підстави і кришки корпусу використовується сталевий лист товщиною не менше 5 мм.

В результаті отримуємо порожній бак циліндричної форми. Тепер потрібно врізати в його стінки патрубки під труби подачі холодної і відведення гарячої рідини. Конфігурація патрубка і його діаметр залежать від труб опалювальної системи, можливо, додатково знадобляться перехідники.

Після цього можна приступати до намотування дроту. Вона акуратно, під достатнім натягом намотується на корпус котла.

Принципова схема саморобного індукційного котла вихрового типу

Власне, нагрівальним елементом буде служити намотана дріт, тому корпус приладу бажано закрити теплоізоляційним кожухом. Так удастся сохранить максимум тепла и, соответственно, увеличить КПД устройства и сделать его безопасным.

Теперь нужно врезать котел в отопительную систему. Для этого теплоноситель сливается, отрезается нужный по длине участок трубы и на его место вваривается прибор.

Осталось только запитать отопительный прибор и не забыть подключить к нему инвертор. Устройство готово к эксплуатации. Но прежде, чем провести испытания, нужно заполнить магистраль теплоносителем.

Вы не знаете, какой теплоноситель выбрать для заполнения контура? Рекомендуем ознакомиться с характеристиками различных теплоносителей и рекомендациями по выбору оптимального типа жидкости для отопительного контура.

Только после закачки теплоносителя в систему проводить пробный пуск.

Сначала нужно запустить прибор на минимальной мощности и внимательно отследить качество сварных швов. Если все в порядке, мощность увеличиваем до максимума.

На нашем сайте есть еще одна инструкция по изготовлению индукционного прибора, который можно использовать для подогрева теплоносителя в системе отопления. Чтобы ознакомиться с процессом сборки индукционного нагревателя, переходите по этой ссылке.

Необычная модель индукционного прибора

Эта модификация индукционного котла может показаться очень необычной, тем не менее, вполне имеет право на существование.

Более того, практика показывает, что такое устройство намного экономичнее стандартного ТЭНового котла. На обогрев стандартной «трешки» будет уходить порядка 1, 8-2, 5 кВт в час, тогда как электрокотел потратит как минимум 6 кВт.

При изготовлении самодельных индукционных котлов для намотки на сердечник используется только специальная обмоточная медная проволока

Собственно, котел представляет собой врезанный в отопительную систему теплообменник, который нагревается от индукционной электроплитки.

Важное звено конструкции – теплообменник, он должен быть компактным, надежным и по возможности дешевым. Расчеты показывают, что для обогрева квартиры площадью около 50 кв. м будет достаточно устройства, работающего с 40 л теплоносителя.

То есть понадобится плоский металлический бак, размеры которого варьируются в пределах 50х600х500 мм. Такую емкость вполне можно изготовить самостоятельно, сварив из профильных труб 50х50.

Работы выполняются в следующей последовательности:

  • Труба 50х50 нарезается на отрезки длиной 600 мм. Всего должно получиться 9-10 штук.
  • Полученные отрезки привариваются один к другому по принципу «стенка к стенке» так, чтобы получился сплошной ряд из труб.
  • От трубы отрезается еще два отрезка так, чтобы их длина была равна ширине получившейся заготовки.
  • Из обоих полученных фрагментов трубы отрезается одна стенка.
  • Деталь устанавливается срезанной частью на сваренные вместе трубы так, чтобы получилась заготовка, напоминающая коллектор. Фрагмент приваривается к теплообменнику.
  • Аналогично устанавливается второй отрезок трубы с противоположной стороны.
  • В противоположные по диагонали участки теплообменника ввариваются патрубки для соединения с отопительной системой.
  • Конструкция тщательно обваривается, поскольку должна быть полностью герметичной.

Теплообменник готов, его можно устанавливать на место и подводить под него источник тепла. Практика показывает, что лучше всего установить такую систему в санузле, выполнив вертикальный монтаж.

Обычная индукционная плитка может стать источником тепла для обогрева квартиры

Теплообменник вваривается в отопительную систему, а плитка располагается между ним и стеной.

Домашние мастера утверждают, что если подключить к такому устройству инвертор, его энергопотребление существенно уменьшится.

После прочтения инструкций вам изготовление самодельных котлов кажется сложным и опасным занятием? Вы сомневаетесь, что самоделка будет экономнее расходовать электроэнергию для подогрева теплоносителя в системе отопления? В таком случае покупка готового нагревательного агрегата станет лучшим решением.

На нашем сайте есть полезные материалы по выбору лучшего электрокотла и рейтинг самых популярных среди покупателей моделей. А также рекомендуем ознакомиться с особенностями расчетов энергопотребления котлом и другими вариантами электрического отопления в доме:

  • Электрокотел для отопления частного дома: обзор десятки лучших моделей электрических котлов
  • Сколько потребляет электроэнергии электрический котел: правила расчетов
  • Электрическое отопление в частном доме: обзор видов систем для загородного дома

Висновки і корисне відео по темі

Как самому собрать котел индукционного типа:

Как работает самодельный индукционный нагреватель:

Что такое индукционный нагрев:

Индукционный котел – наиболее экономичный и эффективный из всех отопительных приборов, работающих от электричества. Существует множество модификаций самодельных индукционных устройств, можно выбирать любое, наиболее подходящее к условиям эксплуатации.

Чтобы купить такое устройство в магазине придется потратить значительную сумму, поэтому домашние умельцы научились изготавливать их самостоятельно .

Вы используете в качестве отопительного прибора самодельный индукционный котел? Поделитесь фотографией свой самоделки и рекомендациями по сборке в блоке комментариев.

А может вы только собираетесь заняться изготовлением котла и у вас остались нерешенные вопросы после прочтения нашей статьи? Не стесняйтесь их задать – мы постараемся вам помочь.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Опалення