Индукционный котел отопления своими руками

Чертежи

Рисунок 1. Электрическая схема индукционного нагревателя

Рисунок 2. Устройство.

Рисунок 3. Схема простого индукционного нагревателя

Для изготовления печи понадобятся следующие материалы и инструменты:

• паяльник;
• припой;
• текстолитовая плата.
• мини-дрель.
• радиоэлементы.
• термопаста.
• химические реагенты для травления платы.

Дополнительные материалы и их особенности:

1. Для изготовления катушки, которая будет излучать необходимое для нагрева переменное магнитное поле, необходимо приготовить отрезок медной трубки диаметром 8 мм, и длиной 800 мм.
2. Мощные силовые транзисторы являются самой дорогой частью самодельной индукционной установки. Для монтажа схемы частотного генератора необходимо приготовить 2 таких элемента. Для этих целей подойдут транзисторы марок: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. При изготовлении схемы используются 2 одинаковых из перечисленных полевых транзисторов.
3. Для изготовления колебательно контура понадобятся керамические конденсаторы ёмкостью 0,1 mF и рабочим напряжением 1600 В. Для того, чтобы в катушке образовался переменный ток высокой мощности, потребуется 7 таких конденсаторов.
4. При работе такого индукционного прибора, полевые транзисторы будут сильно разогреваться и если к ним не будут присоединены радиаторы из алюминиевого сплава, то уже через несколько секунд работы на максимальной мощности, данные элементы выйдут из строя. Ставить транзисторы на теплоотводы следует через тонкий слой термопасты, иначе эффективность такого охлаждения будет минимальна.
5. Диоды, которые используются в индукционном нагревателе, обязательно должны быть ультрабыстрого действия. Наиболее подходящими для данной схемы, диоды: MUR-460; UF-4007; HER – 307.
6. Резисторы, которые используются в схеме 3: 10 кОм мощностью 0,25 Вт – 2 шт. и 440 Ом мощностью – 2 Вт. Стабилитроны: 2 шт. с рабочим напряжением 15 В. Мощность стабилитронов должна составлять не менее 2 Вт. Дроссель для подсоединения к силовым выводам катушки используется с индукцией.
7. Для питания всего устройства понадобится блок питания мощностью до 500. Вт. и напряжением 12 – 40 В. Запитать данное устройство можно от автомобильного аккумулятора, но получить наивысшие показания мощности при таком напряжении не получится.

Сам процесс изготовления электронного генератора и катушки занимает немного времени и осуществляется в такой последовательности:

1. Из медной трубы делается спираль диаметром 4 см. Для изготовления спирали следует медную трубку накрутить на стержень с ровной поверхностью диаметром 4 см. Спираль должна иметь 7 витков, которые не должны соприкасаться. На 2 конца трубки припаиваются крепёжные кольца для подключения к радиаторам транзистора.
2. Печатная плата изготавливается по схеме. Если есть возможность поставить полипропиленовые конденсаторы, то благодаря тому, что такие элементы обладают минимальными потерями и устойчивой работой при больших амплитудах колебания напряжений, устройство будет работать намного стабильнее. Конденсаторы в схеме устанавливаются параллельно образуя с медной катушкой колебательный контур.
3. Нагрев металла происходит внутри катушки, после того как схема будет подключена к блоку питания или аккумулятору. При нагреве металла необходимо следить за тем, чтобы не было короткого замыкания обмоток пружины. Если коснуться нагреваемым металлом 2 витка катушки одновременно, то транзисторы выходят из строя моментально.

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:

Конструкция и принцип работы

Электрокотлы имеют довольно простую конструкцию. Все устройства оборудованы нагревательным элементом и ёмкостью для проводника тепла. По типу нагревательного элемента электрокотлы разделяются на:

• устройства с тэнами (трубчатыми нагревателями);
• индукционные котлы;
• приборы с электродными нагревателями.

Передвигаться теплоноситель по системе может в принудительном порядке с помощью установки дополнительного оборудования (насосов). Также для этой цели могут использоваться элементарные законы физики и сила земной гравитации. При автоматической циркуляции насос устанавливается на входе обратки.

Устройство с тепловым электронагревателем

Такие устройства считаются самыми популярными благодаря простой конструкции и небольшой стоимости. ТЭН (нагревательный элемент) устанавливается в ёмкость, где и прогревается проводник тепла до нужной температуры. При прохождении тока по спирали тэна она нагревается до высокой температуры, благодаря чему и происходит нагрев жидкости.

Нагревательный элемент защищён от перегревания, так как вода постоянно циркулирует и охлаждает его. Чтобы поддерживать постоянный уровень температуры проводника тепла, устанавливается термостат, который отключает тэн в случае превышения установленной температуры. Включается аппарат снова, когда показатели будут уменьшены до минимальных.

Электрический котёл для отопления своими руками сделать несложно, если сравнивать его изготовление с другими видами отопительного оборудования. Он не будет обладать достоинствами покупных аналогов, но всё же возложенную на него функцию выполнит.

Для самостоятельного изготовления устройства понадобятся только нагревательные трубчатые элементы и ёмкость. Но идеальным такой котёл считать не стоит, поскольку его КПД будет ниже 80%. Многое зависит и от качества тэнов, на которых образуется накипь из-за растворённых в воде солей. Зачастую она приводит к выходу оборудования из строя из-за перегрева. Как показывает практика, накипь слоем 1 мм снижает КПД на 10-15%. Но даже учитывая это, электрические конструкции для нагрева помещений пользуются большой популярностью.

Индукционные аппараты

Такие устройства, в отличие от тэновых моделей, имеют КПД, приближённый к 100%. К тому же они долговечны. Срок их службы составляет около 25-35 лет, при этом дополнительно они могут выполнять функцию бойлера, нагревая воду. Благодаря преобразованию энергии практически без потерь котлы индукционного типа имеют самую высокую энергоэффективность.

Тем не менее такой тип оборудования не стал популярным у домашних мастеров, поскольку индукционный самодельный электрокотел для отопления дома сделать очень сложно. Связано это с необходимостью использования электронных преобразователей напряжения.

Конструкция такого устройства состоит из катушки (индуктора), которая установлена на металлический сердечник. Последний представляет собой змеевик из труб, по которым движется теплоноситель.

Индукционный котёл отличается от тэновых устройств тем, что площадь соприкосновения воды или антифриза с нагревательным элементом у него в несколько раз выше. Поэтому и КПД индукционных агрегатов равняется 99-100%. Накипи в них образуется в несколько раз меньше, поскольку создаются микровибрации, которые предотвращают такой процесс. Электрокотлы также имеют защиту от перегревания элекроэлемента, так как вода постоянно циркулирует.

Электродный агрегат

Конструкция на электродной основе чем-то напоминает «армейский» кипятильник. Она состоит из двух лезвий, между которыми есть зазор в 1-2 мм. В качестве теплоносителя используется вода с растворённой солью.

Электродный котёл включает в себя отрезок металлической трубы. Внутри расположен электрод, который закрыт с помощью втулок. Обязательно должно быть хорошее заземление с трубой, которое соединяют с корпусом котла.

При подготовке теплопроводника необходимо правильно рассчитать количество соли, так как от этого показателя будет зависеть сила тока в цепи, то есть мощность устройства. Для корректировки температуры используют термостат. Также прибор оснащён автоматической системой отключения.

Как собрать индукционный нагреватель своими руками – Жми!

Уникальность человека заключается в том, что он все время изобретает приборы и механизмы, которые в значительной степени облегчают труд в той или иной сфере трудовой или жизненной деятельности.

Для этого, как правило, применяются новейшие разработки в области науки.

Исключением не стал и индукционный нагрев. В последнее время принцип индукции получил широкое применение во многих сферах, к которым можно смело отнести:

• в металлургии индукционный нагрев используется для плавки металлов;
• в некоторых отраслях промышленности используются специальные печи быстрого разогрева, функционирование которых основано на принципе индукции;
• в бытовой сфере индукционные нагреватели можно использовать, например, для приготовления пищи, нагрева воды или отопления частного дома. (Об особенностях индукционного отопления Вы можете прочитать в этой статье).

На сегодняшний день существует великое множество индукционных установок промышленного типа. Но это отнюдь не означает, что конструкция таких приборов очень сильно замысловатая.

Простейший индукционный нагреватель вполне возможно изготовить для бытовых нужд своими руками. В этой статье подробно поговорим об индукционном нагревателе, а также о различных способах его изготовления своими руками.

Индукционные агрегаты для нагрева, которые конструируются своими руками, как правило, принято разделять на два основных вида:

• вихревые индукторные нагреватели (сокращенно – ВИН), которые в основном используются для нагрева воды и обогрева жилища;
• обогреватели, в конструкции которых предусмотрено использование различных типов электронных деталей и узлов.

Вихревой индукционный нагреватель (ВИН) состоит из следующих конструктивных компонентов:

Принцип функционирования ВИН заключается в следующих этапах:

• преобразователь передает высокочастотный ток на индуктор, который представлен в виде цилиндра из медной проволоки;
• индуктор образовывает электромагнитное поле, которое провоцирует появление вихревых потоков;
• теплообменник, находящийся внутри индуктора, под воздействием этих вихревых потоков разогревается, и как следствие, нагревается и теплоноситель, который потом в таком виде поступает в отопительную систему.

Замечание специалиста: так как индукционная катушка считается самым важным элементом нагревателя этого вида, то к ее изготовлению нужно подойти достаточно щепетильно: медная проволока должна аккуратными витками наматываться на пластиковую трубу. Количество витков должно быть не менее 100.

Как видно из описания, конструкция ВИН достаточно не сложная, поэтому вихревой нагреватель смело можно сделать своими руками.

Как изготовить

Первый вариант.

Электронная схема нагревателя. (Для увеличения нажмите)Достаточно простой и, в то же время, мощный индукционный нагреватель можно сконструировать на основе печатной платы, схема которой показана на рисунке.

Особенностями этой схемы являются следующие важные моменты:

1. Такая конструкция, по сути, представляет собой мультивибратор, который организован на транзисторах большой мощности.
2. Важным элементом схемы является сопротивление, которое не будет давать возможности перегреваться транзисторам, что в целом скажется на эффективном функционировании всего индуктора.
3. Непосредственно сам индуктор должен иметь вид своего рода спирали, и состоять из 6–8 витков медной проволоки
4. Чтобы не особо задумываться над конструкцией регулятора напряжения, то его можно взять уже в готовом варианте из компьютерного блока питания.

Совет специалиста: так как индуктором будет выделяться сильное тепло, то, во избежание поломок, рекомендуется устанавливать транзисторы на специальные радиаторы.

Второй вариант.Этот способ устройства индукционного нагревателя основан на применении электронного трансформатора.

Суть его заключается в следующем:

• две трубы между собой соединяются с помощью сварки таким образом, чтобы в разрезе напоминали форму бублика (такая конфигурация будет одновременно служить как проводник и нагревательный элемент);
• медная проволока, при этом, непосредственно наматывается на корпус;
• для качественного движения теплоносителя в корпус ввариваются два патрубка, через один с которых вода будет заходить в нагреватель, а через другой будет подаваться в отопительную систему.

Таким образом, мы указали все возможные способы сборки индукционного нагревателя с применением электронных деталей. Надеемся, что наши советы и рекомендации станут для вас весьма познавательной информацией.

Как сделать индукционный котел своими руками?

У владельцев частных домов есть немало вариантов оборудования системы отопления. Но чаще всего выбор падает на индукционные котлы. И это неудивительно, ведь подобная установка имеет ряд преимуществ. Внешне индукционный электрокотел чем-то напоминает трансформаторную установку. Нагревательные элементы отсутствуют. Нагрев воды происходит посредством электромагнитной индукции.

О том, что представляют собой котлы отопления электрические индукционные, какие они имеют достоинства и как изготовить их своими руками, и будет рассказано в данной статье.

Основные преимущества индукционных котлов

Высокая популярность котлов индукционного типа обусловлена их достоинствами. Среди основных можно назвать экономичность. Установка позволяет экономить электрическую энергию. Оборудовав систему обогрева с электрическим котлом, можно забыть о необходимости регулярного пополнения запасов топлива. Что не скажешь о системах с жидкотопливными и твердотопливными котлами.

Работают электрокотлы индукционные бесшумно. Прибор во время работы не выделяет вредных веществ и является экологически чистым. Достоинством можно назвать и то, что электрическая катушка изолирована и с теплоносителем не соприкасается. Это означает, что возможность возникновения протечки исключена.

Индукционный прибор отличается долговечностью и безопасностью.

К тому же такое оборудование можно довольно просто сделать своими силами.

Что нужно для изготовления котла?

Таким образом, преимуществ у котлов индукционного типа предостаточно. Но есть и один недостаток – высокая стоимость. Но этот недостаток можно легко исправить. Ведь сделать индукционный котел своими руками несложно.

Затраты на установку индукционного оборудования быстро окупаются за счет высокого КПД и электробезопасности.

Изготовив на индукционный котел своими руками чертежи можно без труда и в короткие сроки создать экономную и эффективную систему теплоснабжения дома.

Для того чтобы соорудить котел индукционного типа потребуются такие инструменты и материалы:

1. Инвертор сварочный. Он необходим для варки корпуса генератора теплоты. С его помощью также будут соединены подающие и отводящие трубопроводы.
2. Катанка либо проволока из стали для нагрева в электромагнитном поле. Диаметр — 7 мм. Длина должна быть 5 см.
3. Пластиковая труба для создания корпуса котла. Стенки трубы должны быть толстые.
4. Переходники. Они нужны для того, чтобы присоединить самодельный индукционный котел отопления к системе теплоснабжения.
5. Проволока из меди.
6. Сетка металлическая.

Таким образом, никаких специальных и дорогостоящих инструментов и материалов для создания индукционного прибора не требуется. Все необходимое оборудование и материалы наверняка есть у каждого хозяина. Изготовив на индукционный котел отопления своими руками чертежи, можно в итоге получить достаточно экономный в работе и дешевый в создании и установке теплогенератор.

Алгоритм создания индукционного котла

Подготовив все инструменты, материалы можно приступать к работе. Сначала может показаться, что изготовить индукционный котел самостоятельно непросто. Но на самом деле это совсем не сложно. Главное придерживаться алгоритма и соблюдать правила.

Для того чтобы изготовить котел на базе индукционной печки необходимо выполнить следующие работы:

• Взять трубу из пластика. Заполнить ее кусочками из нержавеющей стальной проволоки.
• Установить сетки на концах трубы. Это позволит избежать выхода проволоки из трубы.
• Равномерно намотать по всей длине трубы эмалированную медную проволоку. Необходимо сделать девяносто витков.
• Полученный котел установить в отопительную систему. Для этого использовать переходники. Нужно вырезать часть трубы обогревательной системы и в разрез установить индуктор. Приварить первый переходник к корпусу.
• Концы медной проволоки следует подключить к заранее приобретенному высокочастотному инвертору.
• Заполнить систему водой и включить готовый агрегат.

Чтобы работа оборудования была более безопасной, открытые участки медной катушки лучше изолировать. Выбирая изолятор, следует учитывать тепло- и электропроводность. О других самоделках для отопления можно прочитать здесь.

Для чего нужны котлы ручной сборки

Котлы, собранные своими руками, обходятся дешевле своих фабричных аналогов, но не превосходят их по уровню КПД. Принцип работы оборудования основан на том, что сгорающее топливо выделяет тепло, которое уже поступает в теплообменник и нагревает циркулирующую воду. В этом самодельные изделия ничем не отличаются от фабричных.

Главный недостаток котлов, собранных по индивидуальным чертежам – это отсутствие гарантии. В случае с оборудованием заводского производства хозяин может быть уверен, что техника будет работать, а если нет – ее можно вернуть или заменить. За качество работы самодельного котла отвечает только тот, кто его собрал и установил в своем доме. В случае поломки придется за свой счет ремонтировать оборудование.

Для отопления самостоятельно изготовленным котлом рекомендуется использовать только безопасные виды топлива – дрова, уголь, пеллеты, электричество. Очень опасны самодельные газовые и дизельные котлы — их монтировать в жилых помещениях не стоит.

Более того, компетентные органы не разрешат врезку собранного своими руками оборудования в контур газовой трубы, а если обнаружат нарушение, потребуют привлечения хозяина к административной ответственности.

Совершенствуем теплообменник

Разумеется, теоретическая кастрюля — лишь промежуточный вариант теплообменника. На практике он должен быть надёжным, дешёвым и компактным, ведь речь идёт об отоплении квартиры (небольшой площади — до 50 кв. м). Количество агента не должно превышать 40 литров. Под все вышеперечисленные требования более всего подходит плоский металлический бак размерами примерно 500х600х50 мм. Такую ёмкость можно сварить из профильной трубы 50х50.

Порядок работы:

1. Нарезать трубу 50х50 по 600 мм — всего 9–10 шт.
2. Сварить отрезки между собой стенка к стенке, чтобы получился ряд трубок.
3. Отрезок длиной в поперечный размер прорезать вдоль, изъять одну стенку из трубы.
4. Установить и приварить поперечный отрезок на манер коллектора гребёнки.
5. Аналогичным образом установить противоположную стенку.
6. Вварить в противоположные по диагонали плоскости фитинги на 1–1,5 дюйма.
7. Тщательно обварить конструкцию — она должна быть герметичной и все камеры должны свободно сообщаться.

Теплообменник готов. Теперь осталось включить его в систему и «поставить на огонь». Подвести трубы в нужное место домашнему мастеру не составит труда, но где найти это место в квартире? На наш взгляд оптимальный вариант — вертикальная установка в санузле. При этом плитку достаточно просто установить между стеной и теплообменником. Кстати, сам теплообменник тоже будет немного нагреваться, и этого будет достаточно для обогрева ванной комнаты.

Достоинства электроиндукционных котлов для отопления

Продавцы котельного оборудования рассыпаются в похвале, говоря об исключительных характеристиках индукционных агрегатов. Часть слов действительно правдива, другая часть – выдумка. К примеру, консультанты заявляют, что индукционные устройства экономят до 30% электричества по сравнению с электрокотлами на ТЭНе. Однако утверждение несколько преувеличено.

Дело в том, что оба типа котельного оборудования потребляют примерно одинаковое количество электроэнергии. Но индукционные котлы нагревают теплоноситель быстрее, чем ТЭНовый, в том числе, благодаря меньшей инерционности системы. Поэтому, если вовремя отключать агрегат, когда помещение достаточно нагрелось, то действительно счета за электричество будут меньше. При этом лучше оснастить систему отопления автоматикой с блоком управления.

КПД индукционного котла действительно очень высокий и приближен к показателю в ±98%, как и у ТЭНовых или электродных устройств. Однако, индукционные электрокотлы для отопления частного дома стоят больше, чем обычные ТЭНовые агрегаты. Блок управления и автоматика, особый сплав корпуса и обмотка увеличивают стоимость оборудования. При этом, как и другие технические приспособления, индукционные котлы отопления имеют достоинства и недостатки.

Перечислим основные преимущества электроиндукционных котлов:

• высокая надежность, однако нельзя допускать, чтобы в системе не было жидкости;
• можно применять любой вид теплоносителя;
• нет необходимости в замене каких-либо элементов устройства;
• накипь не образуется, благодаря постоянной высокочастотной вибрации;
• долгий срок службы котла до 30-35 лет;
• экономия ресурсов до 25 %, благодаря скорости нагрева;
• монолитный корпус из ферросплава исключает возможность протечки;
• не требуют отдельного помещения и обустройства вентиляции;
• малогабаритность – отрезок трубы от 40 см до 1 м в длину;
• бесшумный в процессе работы;
• не нуждается в сервисном обслуживании;
• теплоноситель нагревается очень быстро – за 5-7 минут;
• автономная система работы;
• простой монтаж.

Недостатками данных агрегатов можно назвать большой вес при малых габаритах – от 30 до 40 килограммов, а также высокая стоимость оборудования. Кроме того, для коттеджей в 2-3 этажа потребуется установка дополнительного циркуляционного насоса большой мощности.