Примеры конструкций самодельных вариантов

Вариант #1 — Пластиковые трубы+сварочный инвертор

Имея некоторые знания в области физики и владея кусачками, можно собрать элементарную индукционную модель самостоятельно.

Для этого необходимо приобрести уже готовый сварочный инвертор, высокочастотный, с плавной регулировкой тока и мощностью 15 ампер, хотя для обогрева лучше выбрать более мощный аппарат. Катанка из нержавеющей стали или просто отрезки стальной проволоки подойдут в качестве нагреваемого элемента. Длина отрезков – около 50 мм, при диаметре 7 мм.

Медную проволоку можно приобрести в магазине. Обмотку со старых катушек лучше не использовать

Корпус (основа индукционной катушки) будет одновременно частью трубопровода, поэтому для его изготовления подойдет пластиковая труба, обязательно с толстыми стенками, внутренний диаметр которой немного менее 50 мм. К корпусу крепят два патрубка для поступления холодного и отдачи нагретого теплоносителя.

Внутреннее пространство полностью заполняют отрезками проволоки, с обоих концов закрыв металлической сеткой, чтобы они не рассыпались. Индукционная катушка изготавливается следующим способом: вокруг уже готовой пластиковой трубы аккуратно наматывают эмалированный медный провод – примерно 90 витков.

Самодельное устройство необходимо подключить к сети. Из установленного трубопровода вырезают участок трубы, а вместо него ставят самодельный индукционный котел. Его соединяют с инвертором и запускают воду.

Индукционный отопительный котел располагается вместе с остальным оборудованием — в бойлерной

Важно заметить, что индукционные котлы отопления работают только при наличии в системе теплоносителя, без него пластиковый корпус расплавится

Вариант #2 — конструкция с трансформатором

Для изготовления данного агрегата потребуется аппарат для сварки, а также трансформатор (трехфазный) с возможностью фиксации.

Необходимо сварить две трубы так, чтобы они в разрезе были похожи на бублик

Данная конструкция выполняет и проводниковую, и нагревательную функции. Затем наматывают обмотку, прямо на корпус котла, чтобы он работал более эффективно, несмотря на малый вес и размеры. Схема нагрева теплоносителя стандартна: он получает тепловую энергию при контакте с обмоткой.

Как и более простой вариант, сложная модель оборудуется двумя патрубками – для входа холодного теплоносителя и выхода нагретого

Наличие защитного кожуха поможет исключить потери тепловой энергии. Кожух также можно сделать самостоятельно.

Устройство котла

Прежде чем устанавливать котел, следует знать, что он потребует практически полной перестройки всей системы отопления в доме. Это касается как самодельных конструкций, так и покупных моделей. Агрегат работает по принципу электрического индуктора с первичной и вторичной обмотками.

В первичном контуре происходит преобразование электроэнергии в вихревые токи, создающие магнитное поле. Поле направляется на вторичную обмотку, являющуюся основным нагревательным элементом прибора. Здесь вырабатывается тепловая энергия, нагревающая теплоноситель.

Корпус включает в себя несколько компонентов:

• сердечник
• внешний контур
• электро- и теплоизоляцию

Как правило, корпус покупного агрегата имеет цилиндрическую обмотку, в то время как в самодельных конструкциях она тороидальная.

Принципиальная схема

Индукционные котлы характеризуются высоким КПД — до 97%, что и обеспечивает экономичность их эксплуатации. От традиционных агрегатов индукционные системы отличают следующие характеристики:

• Нагревание теплоносителя происходит в них дважды.
• Более короткий промежуток времени, необходимый для прогрева системы отопления.
• Защита от накипи на стенках котла и трубопроводов благодаря магнитной индукции.
• Простота эксплуатации и отсутствие сложного технического обслуживания.

Преимущества и недостатки

Такие отопительные устройства, как индукционные котлы, как и другие подобные агрегаты, имеют свои плюсы и минусы. И с положительными, и с отрицательными их сторонами необходимо подробно ознакомиться, если вы собираетесь установить в своем доме такое оборудование. Для начала рассмотрим, чем хороши индукционные разновидности отопительных котлов.

Главным преимуществом таких агрегатов является их надежность. Если в таких изделиях имеется автоматика, то они могут действовать в автономном режиме, и хозяевам не придется постоянно их контролировать. При этом к поломке устройства может привести лишь отсутствие теплового носителя – тогда корпус-сердечник в системе может слишком сильно перегреться и в результате расплавиться.

Индукционные котлы отличает высокий КПД (свыше 90%). Разумеется, конкретное значение главным образом зависит от конструкции теплового обменника в агрегате и прочих особенностей строения той или иной модели. К преимуществам таких агрегатов можно отнести и то, что с годами их КПД не падает, поэтому даже спустя долгое время вы не заметите, что ваша отопительная система стала менее эффективной.

Индукционное тепловое оборудование не подвержено поломкам – ему не потребуется частый и дорогостоящий ремонт. Для установки подобного агрегата не нужно дополнительно сооружать вентиляцию или дымоход, что нередко обходится пользователям в кругленькую сумму.

Служит такое оборудование довольно долго. Если правильно использовать подобные разновидности отопительных котлов, то они могут прослужить более 30 лет, поскольку в них нечему гореть, ведь катушка индуктивности герметично запаивается в корпусе и надежно изолируется от соприкосновения с тепловым носителем. Кроме того, витки при этом скручивается не плотно и их заливают особым защитным составом. По этой причине возможность повреждения витков сводится к минимуму.

Жидкость в таких системах нагревается до высоких температур. Минимальным значением является 35 градусов по Цельсию. Подобные агрегаты устанавливаются довольно просто. Бытовые модели являют собой отрезок трубы небольших размеров, который запаян с обеих сторон. На корпусе при этом присутствует 2 штуцера, необходимых для подсоединения подачи теплоносителя и обратки. Также имеется шнур, чтобы подключить автоматику. Подключение таких систем не составляет особого труда – справиться с этой несложной работой можно без привлечения специалистов.

Индукционные отопительные системы характеризует высокая эффективность работы. Они отличаются маленькой инертностью, поэтому нагрев теплового носителя начинается очень быстро (сразу после запуска системы). Так же быстро такие котлы и отключаются. В таком аппарате отработанный теплоноситель не нужно менять слишком часто. Вполне достаточно делать это раз в 10 лет.

Подобные разновидности отопительных аппаратов, как правило, не подтекают, поскольку в них отсутствуют разъемные внутренние соединения. Эти агрегаты способны работать и при постоянном токе, и при небольшом напряжении в сети. По словам специалистов, на нагревательном элементе в таких устройствах не накапливается вредная накипь. Это происходит благодаря вибрации сердечника (из-за этого на нем не могут отложиться лишние частицы). Кроме того, накипь не соберется из-за температурного режима теплоносителя (не выше 90 градусов по Цельсию) и замкнутости системы, в которой может присутствовать ограниченное число носителей.

Теперь настало время ознакомиться с их минусами:

• В первую очередь, к ряду недостатков таких аппаратов стоит отнести их высокую цену. Они стоят в разы дороже, чем устройства с тэном. Однако высокая стоимость обусловлена присутствием автоматики.
• Обычно эти аппараты имеют внушительный вес. Например, котел диаметром в 12 см и с высотой в 45 см будет весить целых 23 кг.
• Подходят эти котлы исключительно для закрытых отопительных систем.
• Подобные агрегаты могут создавать волновые помехи на небольшом расстоянии. По этой причине специалисты советуют устанавливать их как можно дальше от любых бытовых приборов.

• Если вы собираетесь установить индукционный котел в большом доме с 2-3 этажами, то вам придется дополнительно смонтировать циркуляционный насос большой мощности – это необходимо, чтобы аппарат работал стабильно.
• Индукционные агрегаты являются энергозависимыми. Если в вашем жилище отключат электричество, то и отопление так же перестанет работать. Конечно, такая проблема является решаемой – можно приобрести дизельные генераторы, но это станет дополнительной тратой.

Устройство агрегата

В процессе функционирования аппарат преобразовывает электрическую энергию в тепловую. Если сравнивать с не менее популярными ТЭН котлами, то инверторное отопление обеспечивает быстрый прогрев помещений. Неотъемлемым элементом является индуктор, состоящий их двух обмоток. Он работает как трансформатор.

Внутри индуктора возникает вихревой ток. После этого энергия поступает на корпус, который одновременно выступает в роли короткозамкнутого витка. После того как на вторичную обмотку поступает достаточное количество тока, энергия перерабатывается в тепло. В результат происходит мгновенное нагревание теплоносителя.

Агрегат имеет простое устройство

Чтобы изготовить котел для отопления частного дома своими руками, необходимо знать не только особенности его функционирования, но и строение. Особенно это касается элементов, которые отвечают за преобразование энергии и нагревание жидкости, находящейся внутри системы.

Индуктор

Это важный компонент агрегата, который состоит из первичной и вторичной обмотки. Внутри него образуется магнитное поле переменного типа. Для изготовления обмоток используют нержавеющую проволоку, которая наматывается на пластиковый корпус. Благодаря такому элементу повышается продуктивность и эффективность работы всего устройства.

Для изготовления устройства понадобится труба, диаметр которой составляет 5 см. Она используется для сооружения индукционной катушки. В дальнейшем труба будет частью трубопровода, по которой протекает нагретый теплоноситель.

Индуктор

Инвертор

Он отвечает за прием бытовой электроэнергии, которая поступает из сети. После этого инвертор преобразует ее в высокочастотный ток. Далее преобразованная энергия подается на индуктор. Начальным пунктом является ее первичная обмотка.

Инвертор

Нагреватель

Для изготовления нагревательного элемента используют металлические трубы диаметром 25 мм. В данном случае понадобится две трубки, которые в процессе работ свариваются между собой. В результате этого должна получиться деталь круглой формы. Она будет играть роль не только нагревателя, но и сердечника агрегата.

Нагреватель

Патрубки

На корпусе котла устраиваются два патрубки. Они выполняют определенные функции. Через входной патрубок происходит подача теплоносителя внутрь конструкции. Что касается второго, то через него выходит нагретая жидкость и поступает в отопительные радиаторы.

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:

Порядок работы

Конструирование индукционного агрегата сводится к следующим основным и последовательным этапам изготовления:

Стальная или нержавеющая проволока нарезается кусачками на отрезки длиной от 3 до 7 см.
Пластиковая труба плотно заполняется нарезанными кусками проволоки

При этом важно знать, что проволоку нужно укладывать таким образом, чтобы внутри не образовывались пустоты.
На торцах трубы закрепляется металлическая сетка с той целью, что не допустить высыпания отрезков проволоки.
Сверху и снизу трубы врезаются патрубки. Нижний патрубок нужен для поступления теплоносителя в котел, а верхний – для его подачи в отопительную систему.
Поверх трубы наматывается медная проволока, при этом необходимо соблюсти то условие, чтобы количество витков было не менее 90.
Концы проволоки присоединяются к разъемам инвертора.
С помощью переходников и шаровых кранов котел подключается к отопительной системе, а также устанавливается циркуляционный насос, если такового не было в схеме отопления.

Важный момент: подачу высокочастотного тока на индукционный котел нужно делать только после того, когда включен циркуляционный насос, и агрегат полностью заполнился теплоносителем!

Как собрать индукционный котел своими руками — пошаговая схема

Шаг 1: Выбираем преобразователь энергии

На входе электроэнергию будет встречать сварочный инвертор. Изготавливать его самостоятельно могут только очень продвинутые пользователи, так как мы назвали эту схему простейшей, предполагаем, что вы его просто приобретете в соответствующем магазине. Какой из предложенных там взять? Это зависит от мощности, которую вы ожидаете получить от будущего индукционного нагревателя. В среднем для небольшого дома подойдет высокочастотный сварочный инвертор на 15 А. Желательно наличие функции плавного изменения тока.

Шаг 2: Тело нагревателя

Сложного внутри нашего котла мастерить не будем, пустим воду через нагретую стальную проволоку. Для этого берем прокат с диаметром не менее 7 мм. Нарезаем кусочки по 5 см длиной. Количество определяется размером корпуса, куда мы их будем засыпать. Его мы сделаем из пластиковой трубы с толстыми стенками, на нее в дальнейшем будем наматывать индукционную катушку. Естественно, пластик должен быть термоустойчивым. Нежелательно, чтобы диаметр трубы превышал 50 мм. Длину ее мы узнаем после того, как намотаем катушку, поэтому возьмите с запасом.

Индукционная катушка для самодельного котла отопления

Шаг 3: Индукционная катушка и подключение

Для создания катушки нужен медный провод, им равномерно обматывается наша пластиковая труба. Достаточно сделать 90–100 витков

Важно выдерживать между ними одинаковые отступы. Когда вы получили желаемый результат, отступите от крайних витков по 10 см и обрежьте трубу

Шаг 4: Переходники

Теперь организуем подвод и выход теплоносителя. Для этого нужно прикрепить соответствующие переходники. С двух сторон трубы располагаем металлическую сетку, она предотвратит высыпание кусочков проволоки. Снизу крепим вводной переходник, через который вода будет поступать. Затем плотно и полностью засыпаем корпус проволокой и закрываем сверху выводным переходником. Вход и выход желательно снабдить шаровым вентилем на случай, если вы решите демонтировать котел, тогда воду из трубопровода сливать будет не нужно.

Шаровой вентиль для самодельного индукционного котла

Шаг 5: Подключение

Концы катушки выводятся на инвертор, но пока подключать еще рано. Сначала полученный агрегат нужно врезать в систему отопления. Для этого отпиливаем в подходящем месте часть трубопровода такого размера, чтобы расположенный вместо него самодельный котел стал без зазоров. Через переходники фиксируем входное и выходное отверстие. Теперь-то можно катушку присоединить к инвертору переменного тока. Остается пустить воду в систему и включить в сеть наш котел.

Как выполнить монтаж и установку?

Не стоит торопиться с изготовлением вихревого индукционного котла своими руками. Прежде чем вы приступите к реализации этого замысла, вам следует уяснить ряд важных моментов:

эксплуатация индукционных нагревателей может осуществляться исключительно в сетях отопления закрытого типа. Причем здесь должно быть выполнено требование, касающееся наличия мотора, который обеспечит перемещение воздушных масс;
подобный индукционный отопительный прибор допускается применять в тех системах, где при изготовлении разводки были использованы полипропиленовые либо пластиковые трубы;
эксплуатация индукционного отопительного котла сопряжена с риском возникновения аварийных ситуаций. По этой причине во время установки он должен располагаться на некотором удалении от стены. Оптимальным считается расстояние, равное 30 см

Также нужно уделить внимание тому, насколько он удален от пола и потолка. В каждом из этих направлений допускается размещение устройства не ближе 80 см к указанным поверхностям;
следует позаботиться о том, чтобы в конструкции прибора был предусмотрен такой элемент, как подрывной клапан, который размещают на патрубке

Благодаря ему у вас будет возможность во время эксплуатации индукционного котла выпускать лишний воздух.

Устройство индукционного котла для отопления частного дома

Оборудование предназначено для преобразования электроэнергии в тепловую энергию с помощью аппарата.

Индукционные агрегаты способны быстро увеличить температуру теплоносителя в отличие от ТЭНов

Важной частью устройства является трансформатор (индуктор), который состоит из двух видов обмотки

Внутри образуется ток, который имеет вихревой тип, затем энергия поступает на короткозамкнутый виток, служащий одновременно корпусом. Когда вторичная обмотка получает достаточное количество энергии, которая мгновенно преобразуется в тепло, нагревающее теплоноситель.

Индуктор

Данный элемент является важным компонентом устройства, в котором появляется переменное магнитное поле, состоит устройство из двух типов обмотки — первичной и вторичной. Выполняется из нержавеющей проволоки на пластиковом корпусе. Подобный способ увеличивает эффективность и производительность агрегата. Чтобы сделать корпус аппарата потребуется толстая пластиковая труба диаметром 5 сантиметров. Она послужит для основы индукционной катушки и будет частью теплопровода.

Инвертор

Этот компонент принимает бытовой тип электроэнергии и преобразовывает в ток высокой частоты. После чего энергия поступает на первичную обмотку индуктора.

Нагревательный элемент

Для заготовки понадобится две металлические трубы, которые имеют диаметр 2.5 см. Изделия следует сварить между собой, сделав форму детали круглой. Механизм будет служить не только нагревательным элементом, но и сердечником котла.

Фото 1. Индукционный котел, сделанный своими руками. Внутри конструкции расположен нагревательный элемент.

Патрубки

Один патрубок служит для поступления теплоносителя в котёл, второй для подачи нагретой воды в систему отопления.

Справка. Принцип расчёта индуктора зависит от необходимой мощности котла для обогрева помещения. Формула расчёта: 1 кВт на 10 квадратных метров площади помещения, при высоте потолков, не превышающих трёх метров. Например, помещение общей площадью 160 м2 отопит индукционный котёл с мощностью 16 кВт.

Что же такое индукционный котел?

Индукционные системы отопления начали использовать в 80-х годах прошлого столетия на промышленных предприятиях. Бытовые же приборы появились только в середине девяностых годов. За последние десятилетия они были доработаны, и в их конструкцию были внесены некоторые обновления, однако, принцип их работы остается неизменным.

Название данных отопительных систем и приборов уже само по себе говорит о том, что в основе их функционирования лежит электромагнитная индукция. Суть принципа работы состоит в том, что если через проволоку достаточно большого диаметра в сечении, накрученную в виде катушки, пропустить переменный ток, то вокруг этой первичной обмотки создается мощное электромагнитное поле. Если в этом поле окажется проводник, то в нем будет наводиться (индуцироваться) напряжение. Ну а если силовые линии поля пересекают расположенный в нем сердечник из сплава, обладающего магнитными свойствами, то получается своеобразный короткозамкнутый контур. И за счёт появления на нем блуждающих токов Фуко, происходит очень быстрый и сильный нагрев этого материала.

Простейшая схема принципа работы индукционного нагревателя

Такой принцип широко используется, например, в сталелитейной промышленности. Нашли ему применение и для быстрого и высокотемпературного нагрева воды. Понятно, что в качестве сердечника в этом случае будет выступать труба или иной канал, по которому циркулирует теплоноситель.

А самый доступный для понятия пример индукционного нагревателя представляет собой проволоку, намотанную на трубу, изготовленную из диэлектрика, которая будет изолировать магнитный сердечник, помещаемый в ее внутреннее пространство.

Проволочная катушка подключается к электропитанию и создает электромагнитное поле. В результате воздействия переменного электромагнитного поля металлический стержень-сердечник будет нагреваться, передавая тепло теплоносителю, который затем поступает в трубы и радиаторы отопительного контура. В качестве теплоносителя в автономных системах отопления может быть использовано масло, вода или этиленгликоль.

Вместо сердечника, в современных котлах для теплообмена задействован целый лабиринт каналов и труб. Их стенки, выполненные из ферримагнитного сплава, обеспечивают большую площадь контакта с водой и оттого — очень интенсивный нагрев циркулирующего по ним теплоносителя

Это, конечно, очень упрощенное объяснение. В индукционных котлах промышленного производства в теплообменный ферромагнитным сердечником может являться целый лабиринт труб или каналов, а нередко, например, в вихревых нагревателях, в этом процессе задействован и корпус прибора.

Один индукционный котел правильно выбранной мощности способен обеспечить нагретым теплоносителем несколько контуров разветвленной системы отопления. Естественно, при грамотной расстановке коллекторов и циркуляционных насосов.

В системах отопления небольшой протяженности теплоноситель, нагреваясь, будет подниматься вверх, и создавшегося естественного давления обычно бывает достаточно для его естественной циркуляции. Если же отопительная магистраль довольно длинная и разветвлённая, завязана на коллекторы с дальнейшим распределением потоков теплоносителя по отдельным контурам, то в систему устанавливают один или несколько циркуляционных насосов, так как без них требуемого перемещения теплоносителя будет добиться невозможно.