Индукционный котел отопления

Технологии, по которым сконструирован и работает индукционный котел, помогают снизить затраты на электричество. Сделать его можно самостоятельно. Для этого следует предварительно изучить принцип работы и подготовить нужные материалы для сборки агрегата. Есть разные виды самодельных индукционных нагревателей. Мастера в автосервисах используют свойства явления индукции для ремонта машин.
Принцип действия котла с индукционной катушкой основан на преобразовании электрической энергии в тепловую. Катушка индуктивности находится в герметичном металлическом корпусе — сердечнике, который накаляется под воздействием токов Фуко. Магнитная напряженность и наводимые вихревые токи усиливаются путем преобразования тока сети 50 Гц в высокочастотный перед тем, как он поступает на первичную обмотку индукционной катушки. Это позволяет увеличить температуру нагрева.
Устройство и принцип работы
Теплообменник представляет собой лабиринт с утолщенными стенками. Такая форма позволяет лучше нагревать теплоноситель из-за увеличения площади теплоотдачи. Корпус и вторичную обмотку в вихревых нагревателях изготавливают из ферромагнетиков для ускорения нагрева теплоносителя. Дополнительная реактивная мощность генерируется катушкой, потому что проводник расположен в переменном поле. Схема системы Вода приходит в котел, где прогревается до выставленной температуры при контакте с сердечником, и расходится по трубам и батареям системы отопления. При стремительном нагреве в воде появляются конвекционные потоки. Расширяясь при прогреве, теплоноситель стремится вверх, создается перепад давления. Для небольшого контура этого хватает, если нужно, чтобы жидкость двигалась быстрее, ставят циркуляционный насос. Нагрев жидкости в индукционном котле
Достоинства и недостатки котлов отопления индукционного типа
Создание системы индукционного отопления сокращает расходы на потребление электроэнергии. У котлов с индукцией много положительных сторон, благодаря которым их стали все чаще устанавливать в домах без газификации. Правда, стоят такие агрегаты недешево. Индукционный котел с автоматикой
Плюсы использования электрических индукционных котлов ^ Как и все новинки техники, это оборудование имеет немало преимуществ: С помощью автоматики устанавливается нужный режим температуры жидкости в системе отопления. Датчики температуры и реле поддерживают заданные цифры, это делает индукционные котлы отопления автономными и безопасными. Индукционные котлы могут нагревать любую жидкость — воду, этиленгликоль, масло и другие. КПД всех электрокотлов с индукцией превышает 90%. Простая конструкция делает эти приборы очень надежными. Они могут прослужить до 30 лет при правильной эксплуатации. Благодаря небольшим размерам, необязательно делать отдельное помещение, агрегаты можно легко установить в любой части постройки и самостоятельно ввести в отопительную систему. Из-за постоянной вибрации сердечника и замкнутой системы на нагревателе не образуется накипь. Индукционный котел экономичный. Он включается, только если температура теплоносителя упала. Автоматика доводит ее до заданных цифр и отключает прибор. Все это происходит очень быстро. Работая «вхолостую», он потребляет немного энергии из-за малоинерционности системы. Прибор не занимает много места
Отрицательные и слабые стороны ^ Недостатки тоже присутствуют: Высокие цены на эти относительно новые приборы. Львиная доля стоимости заложена в автоматику, но чем лучше она работает, тем больше энергии экономится. Прекращение подачи электроэнергии приводит к отключению отопления в доме. Вариантом решения проблемы является дизельный или бензиновый генератор. Некоторые модели издают сильный шумовой фон при работе. Такие ставят в технических кладовых. Если произойдет прорыв системы, и вода не будет охлаждать сердечник, он расплавит корпус и крепление котла. Если такое случается, отключение проводит автоматика. Типичная отопительная система
Основные правила безопасной организации индукционного отопления ^ Разные требования к эксплуатации котлов с индукцией и обычных агрегатов обусловлены их отличиями. Котел нужно подключать через выделенный кабель, соединенный непосредственно с электрощитком. К этой линии нельзя подключать другие приборы. При установке электрокотла с индукцией нужно обезопасить электросети в доме и исключить риск возгорания проводки. Для этого характеристики кабеля должны превышать суммарную мощность всех электроприборов в доме на 20%. Индукционные котлы можно монтировать только в системы теплоснабжения с замкнутым контуром. Чтобы улучшить циркуляцию жидкости устанавливают дополнительный насос. Если теплоноситель перегреется, в системе возникнет избыточное давление. Для его компенсации устанавливают расширительный бак. Внутренняя температура в индукционном котле может доходить до значения в 110°С. Для безопасного использования электрокотла с индукцией необходимо установить на него датчики давления и температуры. Если возникнет опасность перегрева теплоносителя и последующего нарушения герметичного контура системы отопления, блок управления котла на основе показателей датчиков отключит отопительный прибор. Чтобы в процессе использования трубы отопления не провисли и не деформировались, температуру теплоносителя выставляют не выше допустимых значений, которые должны быть предварительно рассчитаны перед монтажом системы. Для системы отопления в доме необходимо резервное питание. Для этого устанавливают аварийный генератор. Подключенный к отдельной линии котел с индукцией
Расчет мощности котла для разных помещений ^ Если вы решили сделать индукционное отопление частного дома своими руками, то, чтобы во всех помещениях было тепло, нужно рассчитать мощность котла. Это же относится и к производственным помещениям. Мощность индукционных котлов варьируется от 2 до 1500 кВт. Площадь в 10 кв. м. может отопить 1 кВт мощности. Для дома или административного здания ее можно рассчитывать по площади помещения. Цеха, склады и другие помещения должны обсчитываться по объему. При расчете учитывают и теплопотери здания, хорошо утепленный дом не потребует установки котла высокой мощности, а в производственное здание без должной теплоизоляции понадобится мощный агрегат. Также учтите, что котел не должен постоянно работать на предельных значениях.
Варианты изготовления самодельных водонагревателей ^ При желании индукционный нагреватель можно собрать дома своими силами. И если для отопления дома такой прибор нельзя назвать идеальным, то для обогрева гаража или хозяйственных построек он вполне сгодится. Электрическая схема самодельного котла Виды домашних самоделок ^ Линейка «хэндмейд» конструкций экономных теплогенераторов постоянно пополняется новыми изобретениями домашних мастеров. Из проверенных вариантов можно выделить следующие: индукционный котел из пластиковой трубы и сварочного инвертора; нагреватель из индукционной плиты; котел из двух труб и трехфазного инвертора. Возьмите за основу чертежи индукционного котла, своими руками изготовленного другими мастерами. Вам нужно продумать не только расположение составляющих общей системы обогрева, но и непосредственную конструкцию и электросхему. Пример такой схемы на фото.
Сборка водонагревателя из пластиковой трубы ^ Для изготовления корпуса подготовьте пластиковую трубу с толстыми стенками и внутренним диаметром 5 см. Также понадобится проволока с сечением 7 мм. Запаситесь переходниками для соединения входного и выходного отверстий котла с системой труб отопления. Для питания нужен сварочный инвертор с мощностью от 15 А. Возьмите пластиковую трубу и на одном конце зафиксируйте мелкоячеистую металлическую сетку, чтобы нагревательные элементы из кусочков проволоки не проваливались. Тут же приварите переходник для монтажа котла к системе отопления. Нарежьте проволоку на кусочки длиной от 1 до 6 см. Уложите получившиеся отрезы в трубу, избегая свободного пространства. Заполнение трубы проволокой Зафиксируйте свободный конец трубы металлической сеткой. Смонтируйте второй штуцер для подключения к системе обогрева. Намотайте на трубу от 80 до 90 витков медной проволоки, соблюдая одинаковое расстояние между каждым кругом обмотки. Изготовление катушки из пластиковой трубы Подключите концы обмотки импровизированной катушки к полюсам инвертора сварочного аппарата. Заизолируйте все электрические соединения. Подключите нагреватель к отоплению дома так, чтобы вода поступала в импровизированный котел снизу-вверх. Установите насос для обеспечения круговорота теплоносителя в системе. Подключите к инвертору терморегулятор для автоматизации работы. Видео: Сердечник для индукционного котла своими руками Создание прибора отопления из индукционной плитки ^ Этот вариант немного сложнее, от вас потребуется умение обращаться с УШМ и сваркой. Перед стартом работы подготовьте квадратную трубу 50х50 из металла толщиной в 2 мм и индукционную плиту. Обрезанный П-образный профиль Для нагрева объемного помещения, потребуется модель с большой мощностью. Разрежьте болгаркой профильную трубу на 5–6 кусков по 50 см, их количество определите по размеру плитки. Сделайте два отрезка по 25 или 30 см, в зависимости от количества трубок в шаге 1. Расположите длинные части вертикально и сварите их между собой, хорошо проваривая все стыки. Короткие заготовки сделайте П-образной формы, отрезав у них один край. Сделайте общий контур, приварив к ранее сварной конструкции из 5-ти трубок вырезанные профили. Заварите все имеющиеся отверстия для создания герметичного изделия. Выполните врезку 2-х штуцеров, через которые будет входить и выходить теплоноситель, расположив их диагонально сверху и снизу. Дополнительно приварите к трубе резьбовые отводы для дальнейшего монтажа в отопительную систему. Обработайте швы болгаркой, зашлифуйте и покрасьте готовый корпус. Покраска корпуса Поставьте аппарат в систему обогрева на заранее подготовленное место. Установите плиту впритык к задней стенке котла и включите ее. Готовая конструкция Такая система потребует обязательной установки расширительного бачка и насоса для постоянного движения теплоносителя.
Самодельный котел из двух металлических труб и инвертора ^ Подготовьте две трубы по 500 мм длиной, диаметр первой должен быть 160 мм, второй – 25 мм. Еще понадобится медная проволока, эпоксидная смола, огнеупорная ткань и преобразователь тока. Закупорьте кусок трубы с меньшим диаметром. Можете надрезать окружность, завернуть внутрь и проварить или надеть наконечник. В большой трубе сделайте распорные ребра и приварите к ним изготовленную в предыдущем шаге конструкцию. Самодельный котел в разрезе Наварите заглушки с предварительно вставленными в них штуцерами ввода и вывода на большую гильзу. Зашлифуйте, очистите и обезжирьте получившуюся систему. Разведите эпоксидную смолу и пропитайте ею огнеупорную ткань. Оберните трубу тканью и дайте полностью застыть. На верх и низ котла намотайте по 54 витка медной проволоки на одинаковом расстоянии и покройте весь проводник эпоксидкой. Намотка проволоки Обмотайте корпус термоустойчивым скотчем. Параллельно подключите получившиеся катушки к высокочастотному преобразователю. Обязательно сделайте защитный кожух, чтобы проводники не повредились. Установите изделие в отопительный контур. Котел в защитном кожухе Подобно ситуации с другими самодельными котлами, потребуется установить насос.
Самодельный индукционный нагреватель в автосервисе ^ Индукционные приборы применяют не только для обогрева жилья. Они станут хорошими помощниками в нагреве металлов в автосервисе. Чтобы не тратиться на дорогой агрегат, индукционный нагреватель для автосервиса можно сделать своими руками. С помощью такого нагревателя можно удалить любой клей и приклеенные части с машины и снять антигравийную защиту. Нагрев болтов и гаек позволяет легко открутить их, вопреки тому, что метизы закисли. Также инверторный нагреватель помогает убирать мелкие вмятины на корпусе автомобиля без повреждения краски.