Индукционный обогреватель для дома

Разновидности индукционных нагревателей для системы отопления

В продаже представлены устройства двух типов. Первый агрегат работает с вихревыми токами для прогрева теплоносителя, подавая напряжение сети в 220 V (50 герц) на первичную обмотку, второй – с теми же токами, но передавая напряжение посредством инвертора. Во втором случае агрегат отвечает за преобразование стандартного сетевого напряжения в токи повышенной до 20 килогерц частоты.

Инвертор – прибор, который повышает эффективность индукционного котла без увеличения габаритов и веса оборудования. Благодаря инвертору, оборудование работает в экономичном режиме. Минус только один – применение медной обмотки, за счет чего инверторные нагреватели стоят дороже стандартных моделей с ТЭНами.

Классифицируются приборы по типу материалов – вихревые устройства оснащаются теплообменником из ферромагнитных сплавов, котлы SAV имеют трубчатые стальные теплообменники замкнутого типа.

Индукционное отопление формируется с использованием одного из видов нагревателей:

ВИН. Вихревые инверторные котлы, преобразующие частоту электросети. Компактные и немассивные устройства удобно монтируются на ограниченных площадях. Устройства включают теплообменник из ферромагнитного сплава, вторичная обмотка и магнитопровод представлены теплообменником и корпусом. Агрегат дополнен блоком автоматического управления, приточным и циркуляционным насосом.

SAV. Это котлы без инверторов, работают от тока в 220 в (50 герц), который подается на индуктор. Вторичная обмотка выглядит как трубчатый стальной теплообменник, нагревается токами Фуко. Для циркуляции теплоносителя котел оборудован насосом. В продаже есть агрегаты для работы от сети напряжения в 220 V, 380 V.

Основные элементы и устройство котлов

Если знакома схема индукционной плиты, то конструкция котла также не вызовет затруднений.

Основные детали:

• Нагреватель. Это сердечник катушки, который может быть в виде одной или нескольких труб. Если это одна труба, то размеры ее довольно большие, сетка из труб меньшего сечения соединяется параллельно.
• Индуктор. Разновидность трансформатора с несколькими обмотками. Первая является дополнением сердечника, за счет чего образуется электромагнитное поле, приводящее в действие вихревые токи. Вторичная обмотка – корпус агрегата, принимающий токи и передающий нагрев теплоносителю
• Инвертор. Есть в котлах ВИН, нужен для преобразования постоянного тока в высокочастотный.
• Патрубки. Элементы для подключения тепловой сети. Один патрубок предназначен для подачи теплоносителя на прогрев, второй – для транспортировки нагретой воды в систему отопления.

Приступая к работе

Учитывая, что у используемого для отопления индукционного котла не содержится сложных элементов, сделать его своими руками под силу любому человеку, которому хотя бы раз приходилось работать кусачками и сварочным инвертором.

Прежде следует подготовить сварочный инвертор с возможностью изменения тока.

Также вам понадобятся куски катанки либо нержавеющей проволоки, которые должны иметь подходящие размеры — в диаметре 7 мм, а длиной — порядка 5 см.

Чтобы сделать корпус нагревателя, вы должны раздобыть пластиковую трубу, имеющую диаметр около 5 см.

Во время создания индукционного котла своими руками вам придется подключать устройство к сети отопления. Это невозможно сделать без соответствующих переходников. Подобные элементы позволят теплоносителю поступать охлажденным в котел, из которого он будет выходить уже нагретым.

Расположите на дне пластиковой трубки сетки из стали с небольшими ячейками. Подобное решение поможет избежать выпадения маленьких фрагментов проволоки.

Далее в трубу необходимо вставить куски проволоки, а затем закрепить на верхнем отверстии трубы дополнительную металлическую сетку.

Для создания своими руками индукционной катушки нужно взять трубу и обмотать ее медным или эмалированным проводом. Это нужно делать так, чтобы кабель располагался очень плотно и аккуратно, а количество витков должно составлять порядка 90.

Итог выполненной работы:

Выполнив все перечисленные операции, у нас появится прибор, который только останется подключить к отопительной системе. Чтобы выполнить монтаж своими силами, потребуется вырезать кусок трубы, а затем вставить туда индукционный котел. После этого катушку подключают к инвертору, а в завершение пускают воду в систему. Имейте в виду, что для работы прибора система должна содержать теплоноситель.

Если котел начнет работу в отсутствие воды или иного теплоносителя, это может закончиться крайне плачевно. Из-за отсутствия охлаждения пластиковая труба расплавится, в результате чего вам придется все переделывать

Помимо этого нужно уделить внимание и заземлению нагревательного прибора, который вы изготовили своими руками

Водяной индукционный котел

Схема устройства индукционного нагревателя

Предварительно подготовьте аппарат для сварки с возможностью настройки тока до 18-25А. Также подготовьте нержавеющую проволоку. Из нее будут собраны элементы конструкции, отвечающие за подогрев воды. При отсутствии подходящей проволоки можно использовать обрезки катанки.

Первый этап. Нарежьте нержавеющую проволоку на куски длиной 4-5 см.

Второй этап. Сделайте корпус нагревателя. Для его изготовления используйте толстостенную трубу из пластика. Будет достаточно изделия диаметром порядка 5 см. Закройте один конец трубки сеткой с мелкими ячейками. Во второй открытый конец засыпьте доверху трубы нарезанную нержавеющую проволоку или катанку.

Третий этап. Изготовьте катушку индуктора. Для этого возьмите медный провод с эмалью и намотайте его на подготовленный ранее корпус нагревателя. Количество витков может колебаться от 85 до 95. Точное значение зависит от ампеража используемого индуктора. Катушку наматывайте по центру основной трубы, выполняющей функции корпуса самодельного нагревателя.

Четвертый этап. Подключите собранное изделие к отопительной системе либо водоснабжению. Для подключения используйте соответствующие переходники.

Первый шаг. Сварите две трубы в изделие, похожее по форме на бублик. Данное изделие будет выполнять функцию бойлера для воды.

Второй шаг. Купите или сварите самостоятельно бак подходящего под ваш случай диаметра и врежьте в его корпус патрубок для выхода жидкости (внизу) и аналогичный патрубок для подачи воды (ближе к верхней части).

Третий шаг. Вставьте в корпус подготовленную в предыдущей части инструкции индукционную катушку. Подключите «бублик» к водяным патрубкам таким образом, чтобы в корпусе индуктора он размещался строго посередине.

Четвертый шаг. Выполните тщательную изоляцию выходных концов катушки и подключите к трансформаторному устройству.

В завершении вам останется покрыть нагреватель теплоизоляционным экраном, чтобы как можно большая часть тепла сохранялась внутри агрегата.

Принцип работы такого устройства предельно прост: вода проходит по трубам внутри катушки, подогревается, и выходит через соответствующий патрубок уже горячей. Такой агрегат подходит для использования исключительно в закрытых отопительных системах, для циркуляции воды в которых применяется насос.

При желании рассматриваемый самодельный нагреватель можно подключать к отопительной или водопроводной системе, собранной с применением пластиковых труб.

В соответствии с требованиями техники безопасности такое оборудование должно устанавливаться на расстоянии не менее 35-40 см от стен и 85-90 см от поверхностей потолка и пола.

Схема работы индукционного нагревателя

Дополнительно на патрубок котла нужно установить клапан для удаления лишнего воздуха.

При желании вы можете подключить нагреватель к радиатору отопления и использовать полученную конструкцию для обогрева какого-то конкретно взятого помещения, а не всего дома.

Индукционный котел отопления своими руками

В бытовых условиях нагреватель можно изготовить из сварочного инвертора или трансформатора.

Котел из сварочного инвертора

Прежде чем приступить непосредственно к сборке необходимо запастись следующими материалами:

• Нержавеющей проволокой диаметром 5-7 мм;
• Отрезком пластиковой термостойкой трубы, длиной приблизительно 500 мм, наружным диаметром не более 50 мм и толщиной стенки не менее 5 мм;
• Просечной или плетеной сеткой из нержавеющей стали с окном не более 4х4 мм. Размер сетки должен полностью перекрывать поперечное сечение пластиковой трубы и обеспечивать возможность надежного крепления;
• Эмалированной медной проволокой диаметром 1,2-1,5 мм. Для намотки катушки понадобится приблизительно 5м;
• Двумя переходниками для соединения котла с отопительной магистралью;
• Сварочным инвертором, позволяющим осуществлять плавную регулировку силы тока.

После того как все необходимые комплектующие подготовлены, можно приступать к работе по сборке индукционного котла. Сборка состоит из нескольких этапов:

1. Нержавеющая проволока нарезается на отрезки длиной 5-6 см в количестве, необходимом для полного заполнения трубы.

2. Одна сторона трубы закрывается сеткой, после чего производится засыпка отрезков проволоки и заделка второй стороны. Внутренняя полость трубы заполняется полностью, а наличие с обоих сторон ограждающей сетки предотвращает попадание кусочков проволоки в трубопроводы отопительной системы.

3. На заполненную трубу наматывается 90-100 витков медной проволоки. В процессе намотки необходимо обеспечить равномерность и одинаковое расстояние между витками. Вся катушка должна быть равноудалена от обоих торцов трубы.

4. На торцы трубы герметично устанавливаются переходники, и производится врезка в существующую отопительную магистраль.

5. Оба вывода катушки подсоединяются к сварочному инвертору.

6. Смонтированный таким образом отопительный контур заполняется теплоносителем, после чего система готова к работе.

Категорически запрещается подключение прибора к электросети до полного заполнения системы теплоносителем.

7. С помощью инвертора выполняется установка необходимого температурного режима.

Такая конструкция индукционного прибора своими руками может эффективно обогревать площадь 50–60 м2. Если же отапливаемая площадь больше, либо требуется дополнительная мощность для автономного горячего водоснабжения, существует второй вариант.

Индукционный котел с использованием трансформатора

При использовании трансформатора, роль нагревательного элемента играет корпус прибора, внутри которого циркулирует теплоноситель. Для изготовления агрегата, помимо навыков сварщика, потребуются:

• Две металлических трубы помещенных одна в другую таким образом, чтобы между ними образовалась полость.
• Два плоских кольца для заделки торцов;
• Сварочный инвертор;
• Трансформатор трехфазный;
• Металлические трубы для входного и выходного патрубков.

1. На некотором расстоянии от торцов в полый цилиндр ввариваются патрубки, обеспечивающие циркуляцию теплоносителя.

2. Путем наматывания медной проволоки на корпус формируется первичная обмотка;

3. Для замедления остывания и уменьшения рассеивания тепловой энергии, изделие помещают в специальный корпус, а образовавшуюся полость заполняют жаростойким теплоизоляционным материалом.

Обеспечение безопасности

Для предотвращения несчастных случаев, при монтаже самодельных индукционных котлов предназначенные для отопления частного дома необходимо придерживаться нескольких правил:

• При подключении изделия к системе отопления, расстояние от стены должно быть не менее 30 см, а от пола и потолка не менее 80 см;
• Устанавливать приборы можно исключительно в замкнутые контуры с принудительной циркуляцией теплоносителя;
• На выходной патрубок следует установить манометр и предохранительный клапан.

Использование явления электромагнитной индукции при изготовлении отопительных котлов позволяет существенно уменьшить габариты изделий, обеспечить высокую производительность и длительный срок службы оборудования.

Сравнение индукционного котла с ТЭН- котлами

равноценные

Скорость нагрева одинакового объема теплоносителя равными по потребляемой мощности котлами этих видов преобразовательных устройств электрической энергии в тепловую — тоже одинаковая.

Индукционный котел имеет много эксплуатационных преимущества, потому что у него намного большая площадь отдачи тепла теплоносителю, чем в ТЭН- котла.

Основные отличия:

Разность между температурой нагревательного элемента индукционного котла и Т* теплоносителя 10 — 15* С и они разогреваются вместе. На нагревательном элементе индукционного котла накипь практически не образуется. По данной причине его нагревательный элемент даже теоретически выйти со строя не может.

ТЭН нагревается от того, что через его проводник с повышенным сопротивлением протекает ток, поэтому в любом случае он нагревается до заданных 600 — 750* С и теплоноситель на его поверхности всегда кипит. Из-за этого ТЭН быстро обрастает накипью. От этого теплоотдача уменьшается, и ТЭН в конце концов перегорает.

В индукционном котле можно использовать разные теплоносители, даже нефтепродукты, если их не перегревать свыше 70* С.

В ТЭН- котлах можно использовать теплоносителем только воду и к тому же лучше всего дистиллированную.

В обслуживании ТЭН- котлы менее практичные, чем индукционные, потому что переходной контакт между проводником электроснабжения и проводником самого ТЭН- а постоянно перегретый, из-за этого окисляется и ослабляется. Необходимо постоянно следить за тем, чтобы проводник электроснабжения не отгорел; в противном случае при отгорании — может быть повреждено резьбовое соединение ТЭН- а; и такой рабочий нагревательный элемент приходится менять. этой проблемы в индукционных котлах не существует, потому что связь его нагревательного элемента с электроснабжением осуществляется через электромагнитное поле переменного тока.

Индукционные котлы можно ставить в любом, даже не в обособленном месте. Они пожаробезопасны и работают бесшумно.

Индукционные котлы обеспечивают электрическую безопасность человека гораздо высшую, чем ТЭН- котлы, потому что сам ТЭН может перегорать двояко: а) с разгерметизацией корпуса; в этом случае разогретый нихром от попадания на него воды рассыпается — опасности попадания человека под напряжение нет; б) без разгерметизации корпуса; в этом случае разогретый нихром может прилипнуть к корпусу ТЭН- а. Нагревательный элемент продолжает работать, и через воду металлический корпус котла оказывается под напряжением.

Индукционную катушку индукционного котла при мощностях 3 КВт и больше на 50 Гц маленькой и компактной сделать пока что не удается. Поэтому ТЭН- котел имеет намного меньшие габариты при той же мощности, чем индукционный котел.

Достоинства и недостатки

Помимо простоты конструкции, к неоспоримым достоинствам индукционного отопления являются:

• Цилиндрическая форма корпуса обеспечивает компактность установки;
• При правильной установке, КПД прибора может достигать 100%;
• Поскольку конструкция не предусматривает наличия электрического ТЭНа, минимальный срок службы агрегата 20–25 лет;
• Индукционные котлы могут работать с любым видом жидкого теплоносителя;
• Минимальное образование минеральных отложений на стенках теплообменника благодаря постоянной вибрации;
• Благодаря простоте конструкции, электромагнитные нагревательные системы крайне надежны, а наиболее уязвимым элементом является электронный блок управления;
• Для самостоятельной установки устройства не потребуется каких-либо специальных знаний, навыков и инструментов.

Перечень достоинств индукционных котлов действительно весьма внушителен, но несмотря на это, некоторые недостатки все же имеются:

• Высокая стоимость, обусловленная использованием дорогостоящих материалов и сложных электронных систем управления и контроля;
• Повышенный расход электроэнергии;
• Электропитание установки имеет довольно сложную конструкцию;
• Воздействие сильного магнитного поля на человеческий организм еще до конца не изучено, однако есть все основания полагать, что оно может представлять серьезную опасность.

Несмотря на приведенные недостатки, использование индукционного котла в системе отопления частного дома можно считать целесообразным, поскольку оборудование практически не требует технического обслуживания, кроме периодического контроля.

Востребованные модели

Если вы хотите выбрать хороший индукционный электрический котел отопления, ознакомьтесь с дальнейшей информацией – мы расскажем вам про самые удачные и популярные модели. Что касается выбора по мощности, ориентируйтесь на площадь помещений. Помните, что на каждые 10 кв. м. площади требуется 1 кВт тепла.

Котлы ВИН-3

Перед нами самый простой вихревой индукционный котел, предназначенный для обогрева зданий небольшой площади. Его мощность составляет 3 кВт, отапливаемая площадь – до 30 кв. м (или от 90 до 140 кубометров обогреваемого объема). Он выполнен в виде трубы небольшого диаметра с боковыми патрубками для подключения системы отопления. В нижней части располагается контакт для подключения заземления. Блок управления подключается через контактную группу в верхней части корпуса.

Индукционный электрокотел предназначен для эксплуатации в закрытых системах отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. Он настолько мал, что не займет много места в помещении. Но настенное крепление должно быть надежным – вес агрегата составляет 30 кг. Для его питания используется однофазная сеть с напряжение 220 Вольт. Управляющий блок включает в себя защитные автоматы и отличается предельной компактностью.

Котел поставляется на рынок в нескольких комплектациях. Они включают в себя дополнительные узлы – управляющие блоки, регулирующую арматуру, датчики потока и многое другое, что может понадобиться для монтажа системы отопления.

Котлы Миратрон

Индукционные котлы Миратрон созданы для работы в системах отопления в зданиях площадью до 360 кв. м – на рынок поставляются модели мощностью от 6 до 36 кВт. Они выполнены в виде прямоугольных вертикальных шкафов со встроенными системами управления. Оборудование отличается своей информативностью – оно показывает количество работающих в данных момент секций, замеряет напряжение питания, отображает текущую мощность и температуру теплоносителя в подающей и обратной трубах.

Благодаря наличию продвинутой автоматики, котлы позволяют немного сэкономить за счет точного температурного контроля. А многосекционное исполнение снижает нагрузку на электросеть. Требуемый температурный режим работы отопления устанавливается с помощью кнопок, располагающихся на панели управления индукционных котлов. Здесь же мы увидим кнопку «Турбо», запускающую режим быстрого прогрева.

Котлы Sav PROF

Если у вас созрела необходимость купить малогабаритный индукционный котел для организации отопления в здании небольшого размера, обязательно обратите свое внимание на котлы Sav серии PROF. Они выполнены в аккуратных металлических корпусах, включающих в себя все необходимое для систем отопления – это пусковая автоматика, термоманометры, ручные спускники воздуха, датчики протока, модули управления и циркуляционные насосы

Из обвязки необходимо приобрести только расширительный бачок и предохранительный клапан.

Мощность индукционных котлов Sav PROF составляет 2.5, 3.5, 5 или 7 кВт – на выбор потребителя. Соответственно, обогреваемая площадь достигает 70 кв. м. при использовании самого мощного образца. Все модели питаются от однофазной сети с напряжением 220 Вольт. Благодаря компактному исполнению и наличию некоторых элементов обвязки, оборудование отличается предельной легкостью в монтаже – сборка отопления не отнимет у вас много сил и времени.

Представленные индукционные котлы обладают важным преимуществом – в них имеются контактные группы для подключения внешних элементов управления отоплением. К ним подключаются внешние температурные датчики, дополнительные пульты (в том числе с управлением по телефону и через интернет), а также программаторы.

Что собой представляет индукционное отопление

В основе работы лежит явление электромагнитной индукции. Внутри котла создаётся электромагнитное поле, которое нагревает сердечник из ферромагнетика. Он-то и отдаёт тепло воде в системе вместо привычного ТЭНа.

Когда продавцы и производители ВИНов (вихревых индукционных нагревателей) говорят о его экономичности, имеют в виду скорость нагревания элемента и передача тепла в систему.

Если ТЭН нагреет воду в системе отопления в лучшем случае через 20, а то и 30—40 минут, то индукционный элемент на 10—15 минут быстрее.

Важно! В индукционном отоплении выбор теплоносителя довольно широк: это может быть не только вода, но и масло, этиленгликоль и любой антифриз

Принцип работы и устройство индукционного электрокотла

Подобны трансформатору. Генератор индукционного тока состоит из первичной и вторичной короткозамкнутых обмоток. Первичная обмотка превращает электрическую энергию в вихревой ток, а вторичная обмотка служит корпусом индуктора.

Ещё проще объяснит работу устройства индукционного нагревателя следующий пример:

На трубу из диэлектрического материала (непроводящего электроток) наматывается катушка.

Внутрь помещается сердечник из мартенситной или ферритной стали (ферромагнетик).

Катушка под воздействием электричества создаёт магнитное поле.

Магнитное поле нагревает сердечник (до 750 °С).

Сердечник нагревает воду, проходящую через трубу.

Справка. Несмотря на то, что индукционный котёл может нагреть быстро большое количество теплоносителя, а явление индукции само создаёт конвекционное движение носителя в системе, чтобы без проблем отопить двухэтажный дом, нужно поставить в систему насос.

Чаще всего индукционный котёл представляет собой довольно компактный, не слишком высокий (40 см), но увесистый (до 23—30 кг) широкий баллон-трубу. Поэтому, чтобы он не обрушился, его ставят на прочные дополнительные крепления. Иногда для усиления эффекта используют спаянную секцию из нескольких таких баллонообразных труб-котлов.

Фото 1. Индукционный котёл, подключенный к отопительному контуру. Представляет из себя баллон небольшого размера.

Реже встречаются конструкции в форме шкафчика.

Но в любом случае индукционный котёл состоит из:

Корпуса, состоящего из диэлектрического металла.

Электроизоляционного слоя.

Сердечника из ферромагнита (толщина до 7 мм).

Температурного датчика в корпусе котла.

Входного и выходного патрубков соединения с системой труб и радиаторов.

Автовыключателей (в пульте управления).

Терморегулятора (электроника в пульте управления).

А вот так может выглядеть система отопления, где:

• Насос для циркуляции теплоносителя.
• Отопительные батареи.
• Индукционный котёл.
• Мембранный расширительный бак (для регулировки давления).
• Шкаф пульта управления.
• Запорный шаровой кран.

Внимание! Индукционный котёл годится только для закрытого контура отопления

Выводы и рекомендации

Мы намеренно представили варианты индукционных водонагревателей несложной конструкции, чтобы каждый желающий мог сделать подобный агрегат своими силами. Но остался вопрос, нужно ли заниматься этим делом и тратить собственное время. На этот счет есть ряд объективных соображений:

Конечно, вы можете обойтись без дорогих покупок, досконально разобраться в конструкции и смастерить индукционный нагреватель с нуля. Но выполнить все бесплатно не получится, ведь потребуется приобрести комплектующие для схемы. Заметьте, что бонусы от подобного отопительного агрегата невелики, так что всерьез браться за его изготовление с целью обогрева частного дома нецелесообразно.