Индукционный котел своими руками — чертежи

Отопительные котлы индукционного типа появились на рынке сравнительно недавно, но уже смогли составить достойную конкуренцию ставшим привычными электрическим приборам с нагревательным элементом. При прочих равных условиях (размеры, потребляемая мощность), индукционные котлы способны прогреть отопительную систему гораздо быстрее. Кроме того, они работают в системах с теплоносителем низкого качества, не нуждаются в сложном уходе. Знания по электротехнике и смекалка позволяют изготовить индукционный котел самостоятельно. Тема сегодняшней статьи: индукционный котел своими руками — чертежи, схемы и монтаж..

к содержанию ↑

Принцип действия

Действие индукционного котла основано на способности материалов, проводящих электрический ток, нагреваться от вихревых токов. Они создаются от электромагнитной индукции:

  • В качестве источника индукции используется переменный ток высокой частоты, который проходит через первичную обмотку нагревательного прибора. Она выполнена в виде катушки.
  • Элемент для нагревания, расположенный внутри катушки, служит вторичной короткозамкнутой обмоткой.
  • В нагревательном элементе электромагнитная энергия превращается в тепловую.

Важно! Возникновение вихревых токов возможно и при промышленной частоте тока в 50 Гц. Однако КПД от нагрева при этом будет небольшой. К тому же, прибор будет сильно шуметь и вибрировать в процессе работы. С увеличением частоты переменного тока до 10 кГц и более нагрев усиливается, а шум и вибрация — наоборот, исчезают.

к содержанию ↑

Как устроен промышленный индукционный котел?

Об устройстве такого оборудования необходимо иметь представление, иначе — сделать индукционный котел своими руками, составить чертежи и осуществить сборку агрегата не представляется возможным. Итак:

  • В основе промышленного индукционного котла находится теплообменник с тороидальной обмоткой, подключенной к преобразователю высокой частоты.
  • Ток, проходя по обмотке, создает переменное электрическое поле, которое индуцирует вихревые токи, проходящие сквозь теплообменник.
  • По сигналу, поступающему с пульта управления, преобразователь создает ток нужной частоты.
  • Современные модели котлов автоматизированы. Это позволяет не просто создать оптимальный режим нагревания теплоносителя, но и отключить прибор при возникновении аварии.
  • Теплоноситель находится внутри теплообменника. Вихревые токи разогревают его до заданной температуры. За счет разницы температур теплоносителя на входе и выходе происходит его непрерывная циркуляция. Не требуется даже подключение насоса.

Важно! Котлы индукционного типа можно применять в системах как с естественной, так и с принудительной циркуляцией.

  • В качестве теплоносителя можно использовать масло, тосол или антифриз. Качество теплоносителя значения не имеет.
  • Вибрация системы, которую человек не ощущает, предотвращает осаждение накипи на тепловом контуре.
  • В качестве внешней оболочки используется корпус из металла, который оснащен электрозащитной и тепловой изоляцией.
  • Конфигурация котла может быть любая. Поскольку бак внутри котла отсутствует, размеры его небольшие, а масса не более 50 кг.

Важно! Нельзя включать индукционный котел, если система не заполнена теплоносителем. Это чревато перегревом котла и выходом из строя его элементов.

к содержанию ↑

Преимущества:

  • Высокое значение КПД (95-98%).
  • Большой ассортимент моделей разных мощностей, рассчитанных на напряжение 220 или 380 В.
  • Быстрое прогревание отопительной системы.
  • Возможность работы с разными теплоносителями.
  • Герметичность контура, по которому проходит теплоноситель. Это полностью исключает протечки и неисправности, связанные с ними.
  • Продолжительная работа без образования накипи. Именно накипь снижает со временем эффективность работы котлов, оснащенных ТЭНами. По этой же причине, ТЭНы перегреваются, и прибор выходит из строя.
  • Продолжительный срок службы (25-30 лет).

Важно! Есть и недостатки, в числе которых — высокая стоимость. Это и является стимулом для самостоятельного изготовления индукционного котла. Несмотря на сложность индукционных процессов, есть возможность создать устройство, которое не уступает по своим эксплуатационным качествам промышленным образцам.

к содержанию ↑

Котел, питающийся от сварочного инвертора

Это — довольно простая конструкция. Самый сложный элемент индукционного котла — это высокочастотный преобразователь. Инвертор для котла отопления своими руками изготовить непросто. Его роль хорошо выполняет современный сварочный инвертор, который способен выдавать выходной сигнал, частота которого составляет от 20 до 50 кГц. Помимо этого, для монтажа нужны:

  • Проволока из меди в эмалевой изоляции с диаметром в 1,0-1,5 мм.
  • Изолированный провод, оснащенный клеммами, чтобы подключать обмотку к инвертору.
  • Обрезки проволоки из нержавеющей стали с диаметром в 3-5 мм, длина 50 мм.
  • Мелкая сетка из нержавеющей стали.
  • Метровый отрезок полиэтиленовой или полипропиленовой водопроводной трубы с диаметром в 50 мм и с толщиной стенки 8,4 мм.
  • Текстолит для закрепления обмотки.
  • Эпоксидка для изоляции обмотки.

Важно! Корпусом самодельному котлу может служить распределительный шкаф из металла или пластика. В шкаф можно установить инвертор и нагревательный элемент.

Алгоритм монтажа индукционного котла своими руками — чертежи и порядок сборки:

  1. Используя эпоксидный клей, закрепите на куске трубы 4 текстолитовые полосы шириной в 8-10 мм. При этом, нужно отступить от концов трубы по 7-10 см. На эти полосы будет наматываться обмотка. Чтобы закрепить крайние витки, сделайте в текстолите пазы.
  2. Намотайте 50-100 витков медного провода в изоляции. Расстояние между витками должно быть одинаковым, примерно 0,3-0,6 мм.

Важно! Число витков зависит от удельного сопротивления провода и его диаметра, а также выходных характеристик инвертора.

  1. При установке котла в жилом помещении желательно выполнить тороидальную внешнюю обмотку, чтобы уменьшить внешнее электромагнитное поле. Тороидальная обмотка имеет одинаковое число встречно направленных витков. Происходит взаимная компенсация электромагнитных потоков (они проходят исключительно по внутреннему контуру).
  2. Вставьте стальную сетку внутрь трубы и плотно набейте трубу с противоположного конца отрезками проволоки из нержавеющей стали. Под действием вихревых токов металл будет нагреваться.

Важно! Желательно применять именно нержавейку, чтобы избежать коррозии металла. Но за неимением нержавейки, подойдет и обычная проволока-катанка.

  1. Напаяйте на оба конца отрезка трубы переходники из полипропилена. Установите на них шаровые вентили для перекрывания циркуляции воды.
  2. Установите аварийный клапан для сброса давления со стороны выходного верхнего переходника. Изолируйте обмотку эпоксидным клеем.

Важно! При изготовлении эпоксидного клея, добавьте на 10-15% меньше отвердителя. Изоляция будет не такой хрупкой.

  1. Используя обжимные клеммы, закрепите к выводам обмотки изолированные провода. Необходимо, чтобы второй конец провода имел клеммы для подсоединения к инвертору.

Важно! Диаметр проводов нужно подбирать таким образом, чтобы он выдерживал наибольший выходной ток инвертора.

  1. Закрепите теплообменник в шкафу на кронштейнах из термостойкого материала, не проводящего электрический ток. Хороший вариант — текстолит.
  2. Подключите водонагреватель к системе, заполните ее теплоносителем.
  3. Установите инвертор в нижней части шкафа. Подключите к нему клеммы и включите его в сеть. Запустите котел и настройте его на оптимальный режим работы.
к содержанию ↑

Как сделать индукционный котел своими руками из индукционной плитки?

Разберите нагревательный элемент и используйте медный провод для наматывания на теплообменник. Используйте блок управления плиткой для питания обмотки, выставив нужную мощность на панели управления.

Однако этот метод имеет целый ряд своих минусов:

  • Необходимость в самостоятельном расчете индуктивности вновь намотанной катушки. Не факт, что она совпадет с первоначальным значением. Прибор может выйти из строя.
  • Большинство индукционных плит оснащено функцией автоматического отключения через 2-3 часа работы. Это значит, что котел будет регулярно отключаться.
  • Мощность плиток, как правило, не превышает 2,5 кВт. По этой причине, используя детали от индукционной плиты, вы сможете изготовить только маломощный котел.

Есть и более простой способ использования индукционной плиты, не разбирая ее: установить на плитку герметично выполненный бак из нержавеющей стали с входным и выходным штуцерами и подключить к системе отопления.

Обладая определенными знаниями в области электротехники, вы сможете выполнить индукционный котел отопления своими руками. Схема и монтаж особой сложностью не отличаются.