Немного теории
Сделать это устройство под силу каждому
Многие знают, что существуют индукционные кухонные плиты, но не многие знают о принципе их работы. А это очень просто – специальная катушка плиты вырабатывает магнитные поля определенной частоты, которые при воздействии с металлом, возбуждают в нём электрические вихри.
Последние в свою очередь за счёт сопротивления металла его нагревают. Так происходит нагрев кухонной посуды: кастрюль и сковород. Главное условие в этом процессе – металл с магнитными свойствами, — например, нержавейка, чугун и железо, а вот алюминий и другие цветные металлы нагреваться не будут.
Изготовление теплицы своими руками из профильной трубы и поликарбоната: полное описание процесса, чертежи с размерами, полив и обогрев (Фото & Видео)
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.
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.
Изготовление и монтаж
Изготовить и установить индукционный агрегат можно своими руками. Рассмотрим подробнее, как это сделать.
Для начала надо запастись:
- всеми необходимыми для работы инструментами;
- катанкой либо стальной проволокой, имеющей диаметр до 7 мм;
- медной проволокой;
- пластиковой трубой с толстыми стенками;
- сеткой из металла;
- сварочным аппаратом (инвертор).
Чтобы изготовить корпусную часть для агрегата, необходимо купить трубку из пластика с плотными стенками и внутренним диаметром, составляющим 5 мм. Подобная деталь будет выступать и в качестве основания индукционной катушки, и в роли участка теплопровода. Необходимо опираться на схему отопительной системы. Расположите ее перед глазами, чтобы было удобнее собирать агрегат.
В электромагнитном поле должны прогреваться куски из стальной проволоки. Их следует подрезать по длине в 5-7 см. Что касается их диаметра, он не должен быть больше 7 мм. Кроме того, вам будут нужные особые переходники – они будут служить в качестве соединения самого котла с трубами. С одной стороны внутри будет находиться холодный тепловой носитель, а с другой – выводиться теплым благодаря индукции. Подрезанные элементы проволоки нужно разместить во внутренней части трубы
Далее аппарат очень важно хорошенько закрепить из 2 сторон
Чтобы самому изготовить катушку индукции, которая станет основной деталью нагревателя, нужно приготовить медную эмалированную проволоку. На корпус из пластика надо намотать около 100 витков. Учтите, что между разными участками необходимо оставлять равное расстояние. После сборки индуктора можно приступать к его непосредственному подключению к самой системе. Монтировать подобный котел допустимо на любом участке прохождения трубопровода.
Катушку необходимо подключить к высокочастотному инвертору
При этом очень важно помнить, что подобное оборудование запрещено запускать, если внутри него находится недостаточно теплоносителя, поскольку корпус из пластика может расплавиться под действием высоких температурных значений
Рассмотрим основные правила монтажа таких отопительных устройств:
Систему нужно устанавливать на расстоянии в 30 см от стен и 80 см от пола/потолка
Придерживаться этого правила важно, чтобы обеспечить безопасное функционирование котла. Устанавливать такие системы разрешено только в закрытой отопительной сети. В таких условиях будет осуществляться принудительная циркуляция теплового носителя
За водным патрубком специалисты советуют фиксировать манометр, подрывной клапан, а также автоматическое устройство для воздухоотвода. Самодельный индукционный аппарат допустимо устанавливать в системах с разводкой из пластиковых/полипропиленовых труб
В таких условиях будет осуществляться принудительная циркуляция теплового носителя. За водным патрубком специалисты советуют фиксировать манометр, подрывной клапан, а также автоматическое устройство для воздухоотвода. Самодельный индукционный аппарат допустимо устанавливать в системах с разводкой из пластиковых/полипропиленовых труб.
Отсутствие нагревательного элемента
Первое – в эл.котле индукционном, якобы нагревательных элементов нет. А вот в тэновом, их иногда более десятка, а значит высока вероятность их поломки, может и нескольких сразу.
Но если бы не было нагревательного элемента, то чем бы тогда котел нагревал воду? Та же самая катушка по сути и выполняет эту роль, только без соприкосновения с жидкостью. Поэтому данный элемент присутствует в любом таком агрегате.
А вот что касается высокой вероятности выхода ТЭНов из строя, то это напрямую зависит от той продукции и производителя, что вы покупаете.
Есть специалисты установившие за годы своей работы более 500 тэновых котлов, и не поменявшие по гарантии за все это время ни одного элемента.
Обзор популярных производителей и моделей
Все больше компаний осваивает выпуск индукционных котлов. Некоторые марки стали особенно популярными.
ВИН
Бренд принадлежит заводу теплового оборудования «Альтернативная энергия». Предприятие выпускает индукционно-кондукционные отопители с объемными теплообменниками. Все котлы оснащены инверторами. Стоимость составляет 37-40 тыс. руб.
ВИН — отопитель с объемным теплообменником.
Оборудование этой марки выпускает НПК «ИНЭРА».
Особенности:
- кожуховый теплообменник;
- отсутствие инвертора.
«Гейзер»
Марка принадлежит Костромскому заводу котельного оборудования. Предприятие выпускает серию отопителей с номинальной мощностью 5, 10, 15, 20, 25, 50, 100, 250 кВт. Первому требуется напряжение 220 В, прочим – 380 В.
Агрегаты «Гейзер» имеют индуктивно-кондуктивный тип.
Все агрегаты относятся к индуктивно-кондуктивному типу.
«Эдисон»
В модельном ряду этой торговой марки присутствуют отопители с номинальной мощностью 4.7, 13, 22, 50, 100, 250, 500 кВт.
Наиболее производительная установка способна обогреть объект площадью 5000 кв. м. Ее вес составляет 1,5 т.
Минимальная цена продукции «Эдисон» – 35 тыс. руб.
Модели не оснащены инверторами, поэтому младший представитель линейки при мощности 4,7 кВт весит 40 кг.
«Миратрон»
Компания предлагает несколько индукционных отопителей производительностью от 6 до 30 кВт. Фирма использует только качественные материалы при изготовлении агрегатов. Все они имеют разъем для подключения погодного датчика, предусмотрена функция программирования.
«Миратрон» — индукционный отопитель из качественных материалов.
Модель на 6 кВт стоит 45 тыс. руб., на 15 кВт – 65 тыс. руб.
Преимущества оборудования
Устройство для обогрева помещений индукционного типа имеет свои превосходства:
- требует минимальных вложений;
- имеет высокий коэффициент полезного действия;
- такое оборудование можно собрать самому, в домашних условиях;
- коэффициент полезного действия почти стопроцентный. Устройство почти не теряет тепла в процессе нагрева;
- обычно при нагреве ТЭНы или бойлеры, образуют накипь в системе. В этом виде нагревателя, такая проблема отсутствует;
- при нагревании никаких вредных веществ не выделяет, а значит, имеет экологически чистый процесс работы;
- в систему можно наливать не только воду, но и антифриз и масло;
Индукционный нагреватель: принцип действия
- не нуждается в постоянном обслуживании оборудования;
- с установкой сможет справиться даже не профессионал и эксплуатация не нуждается в наличии особых знаний;
- котел очень хорошо защищен с точки зрения пожарной безопасности. Электрическая составляющая достаточно надежная и не дает сбоев;
- такой вид обогревателей можно использовать совместно с другими;
- может работать как на постоянном, так и на переменном токе;
- эксплуатация возможна в течение двадцати лет;
- аппарат очень хорошо подходит для дач или частых строений.
Но даже при таком количестве достоинств, котел имеет минусы:
- цена такого устройства достаточно высокая. И вряд ли окупится в течение 1 – 2 отопительных сезонов;
- существует необходимость в постоянном электрическом энергоснабжении;
- устройство имеет большой вес;
- устанавливается только с закрытой системой отопления.
Но если есть решение поменять дровяную печь или котел на обогреватель такого типа, то можно сразу избавиться от нескольких проблем:
- в жилище больше не будет запаха гари;
- при растопке котла нет копоти;
- не нужно будет выгребать сажу и пепел;
- отпадет необходимость в приобретении дров или угля.
Кроме того не нужно занимать место или специальное помещение под хранение твердого топлива.
https://youtube.com/watch?v=k6fXWhDlyXc
Особенности и предостережения
Поскольку индукционные нагреватели со сварочным инвертором, сделанные своими руками, не могут самостоятельно управлять температурой воды, то в первозданном виде они являются источником повышенной опасности. Поэтому устройство требует доработки, а именно — добавлением устройств контроля и автоматики. Для начала на выходе из трубы надо установить стандартную группу безопасности, включающую в себя манометр, воздухоотводчик и предохранительный клапан.
Чтобы избежать перегрева, следует снабдить нагреватель устройством аварийного отключения, управляемым от термостата. Если у вас имеются хорошие навыки в области сборки электрических схем, для управления нагревом вы можете задействовать терморегулятор с датчиком температуры воды и реле, размыкающим цепь при достижении установленной температуры теплоносителя.
Минус данной конструкции заключается в ее малой эффективности, да и надежность аппарата под вопросом. Дело в том, что в заводских котлах вода проходит через теплообменник свободно, а у нас на ее пути возникает препятствие в виде кусков катанки. Они перекрывают все сечение трубы и создают высокое гидравлическое сопротивление. Да и в случае нештатной ситуации авария чревата разрывом пластика и возможным коротким замыканием из-за потока горячей воды.
Надо сказать, что переделка сварочного инвертора в индукционный нагреватель нецелесообразна еще и потому, что тепловая мощность устройства будет ограничена максимальной электрической мощностью инвертора. Обычно имеющегося в доме аппарата хватит на обогрев комнаты площадью 25—30 м2 в лучшем случае, да и чем вы станете выполнять сварочные работы все это время? По сути, такой нагреватель использовать можно, но только в исключительных случаях как способ временного отопления.
Преимущества и недостатки индукционных котлов
Сначала рассмотрим положительные характеристики индукционных котлов:
- Высокий и постоянный КПД: до 99%.
- Такой котел не нуждается в обустройстве дымохода.
- Отсутствие подвижных и нагревательных элементов способствует высокой надежности и долговечности систем нового поколения.
- Бесшумность работы.
- Низкая инерционность системы позволяет экономить энергоноситель.
- Для установки индукционного котла не требуется отдельное помещение.
- Высокочастотная вибрация сердечника препятствует образованию накипи.
- Доступный монтаж не требует особых знаний и навыков.
- Высокий уровень пожаробезопасности в связи с отсутствием открытого огня и нагревательных элементов.
Как и все оборудование, индукционный котел отопления имеет не только плюсы, но и минусы, к которым относятся:
- На первом месте, конечно же, высокая стоимость таких котлов. Более привычный электрический тэновый котел стоит в 1,5 раза дешевле.
- Подключение производится только в закрытую систему отопления дома. При этом давление в ней нужно контролировать и держать ниже 0,3 Мпа.
- Значительный вес при малом размере. Этот факт следует учитывать при креплении котла на стену.
- Генерация помех во всем радиодиапазоне в радиусе нескольких метров (в зависимости от мощности котла). Такие помехи для человека абсолютно безопасны.
Описание инверторного котла отопления
Инверторный котел стал доступен бытовому потребителю, в отличие от промышленных предприятий, сравнительно недавно. В основе устройства котла 2 основных цилиндра, помещенных во внешний. Вариант такого котла более безопасен. При правильном монтаже, пожаробезопасность на порядки выше, по сравнению с газовыми, угольными и дровяными котлами.
Принцип работы инверторного котла:
- Теплоноситель протекает во внутреннем цилиндре;
- Цилиндр, пропускающий через себя ток, обеспечивает нагрев теплоносителя;
- В роли теплоизолятора выступает внешний цилиндр;
- Основа работы котла – электромагнитная индукция.
Механизм инверторного котла практически исключает утечки теплоносителя. Важным качеством является то, что в качестве теплоносителя можно применить любой вариант (вода, антифриз, масло). Преимущество использования антифриза в том, что при отключении котла в зимний период, батарея не замерзнет и не лопнет. Модели инверторного котла небольшой мощности зачастую имеют возможность работать от аккумулятора, что значительно сокращает затраты на электроэнергию.
Инверторная система позволит быстро набрать нужную температуру, и обеспечит экономный расход электричества. Такие системы с успехом применяются в производстве сплит–систем. Кондиционер–инвертор имеет гораздо больший срок службы, чем стандартные сплит-системы.
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.
Электрокотлы классифицируются на 3 вида Читать подробнее: индукционный котел отопления своими руками.
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.
КПД такого устройства будет далек от 100%
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.
Такой котёл имеет простую конструкцию
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.
Обмотка
Для изолирования катушки индуктивности, нагревающейся от термопластичного полипропилена при подаче электропитания, обшивочную часть советуется обклеить текстолитовыми полосками.
Самым простым способом приклеивания является силиконовый герметик, он обладает необходимой адгезией к пластиковым сооружениям и т.п., а также хорошо выдерживает умеренный нагрев.
Катушку же нужно намотать эмалированным шнуром из меди, который имеет диаметр 1.5 мм и сечение 2.25 кв. мм. Вся длинна обмотки должна достигать 10-15 м. Витки накладываются с маленьким постоянным зазором.
Очень важно: наиболее пригодным вариантом герметика считаются от надежных производителей «Момент, Ceresit и т. д.»
Герметики с низкой стоимостью имеют значительно худшую адгезию к проблемным плоскостям, которой является стенка полипропиленовой трубы
Герметики с низкой стоимостью имеют значительно худшую адгезию к проблемным плоскостям, которой является стенка полипропиленовой трубы.
Принцип действия инверторного котла
Традиционное электрическое оборудование работает по принципу передачи энергии непосредственно теплоносителю посредством ТЭНов. При этом, если прибор имеет в комплектации ТЭНы, то, следовательно, нужно подготовить место для нагрева воды.
ТЭНы также сильно подвержены влиянию коррозии, поэтому их необходимо защитить от необратимых процессов.
Инверторное оборудование работает на основе электромагнитной индукции. Генерация самого тока происходит благодаря переменному магнитному полю. С этой целью необходимо преобразовать постоянный сетевой ток в переменный. С этой задачей превосходно справляется инвертор, действие которого возможно, как от сети, так и от аккумуляторов.
Существует два вида контуров в инверторном котле:
- Магнитный, позволяющий генерировать магнитное поле переменного типа.
- Теплообменник, который способствует нагреву теплоносителя.
При соответствующей подачи переменного электричества, катушка начинает формировать магнитное поле. Это способствует нагреванию жидкости в системе и дальнейшей ее передачи по трубам.
Схема индукционной системы нагрева
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
