Индукционные отопительные котлы появились на рынке не так давно, но уже стали серьезным конкурентом классического оборудования на ТЭНах. Устройства этих типов имеют одинаковые габариты и не отличаются по показателю расходуемой мощности. Однако у инверторного оборудования есть ряд преимуществ, например, они быстрее прогревают систему отопления. Применив имеющиеся знания, можно создать индукционный котел отопления своими руками.
Принцип работы
В основе всех устройств индукционного типа лежит способность материалов, проводящих электроток, нагреваться под воздействием вихревых токов, которые создаются с помощью электромагнитной индукции. В качестве источника индукции используется переменный электроток большой частоты, проходящий через первую обмотку отопительного устройства.
Вторичная короткозамкнутая обмотка представлена нагревательным элементом, расположенным внутри катушки. Вихревые токи могут появляться и при стандартной частоте электросети в 50 Гц. Однако в такой ситуации отопительный прибор не сможет функционировать с максимальной эффективностью, а во время его работы будут наблюдаться вибрация и шум. Таким образом, частоту необходимо поднять минимум до 10 кГц.
Устройство агрегата
Отопительный инверторный котел состоит из теплообменника, выполняющего роль сердечника, на который наматывается обмотка тороидального типа, подключенная к преобразователю частоты. Когда по обмотке протекает электроток, появляется переменное магнитное поле, вызывающее появление вихревых токов в теплообменнике.
Необходимая для работы отопительного агрегата частота задается с помощью сигналов с блока управления, поступающих на частотный преобразователь. Все промышленные котлы этого типа оснащаются современными системами автоматизации, позволяющими обеспечить оптимальную температуру теплоносителя, а также выключить агрегат при возникновении аварийных ситуаций.
Теплоноситель проходит через теплообменник и нагревается с помощью вихревых токов. Так как температурные показатели жидкости на входе и выходе различаются, непрерывная циркуляция воды в отопительном контуре возможна даже без использования насосного оборудования. В качестве носителя могут использоваться масло, антифриз, тосол и вода.
Особое внимание нужно обратить на тот факт, что качество жидкости не имеет значения – система находится в состоянии постоянной вибрации, не ощущаемой человеком, и это препятствует образованию накипи на трубах. Внешняя оболочка котла представляет собой металлическую конструкцию, оснащенную системами тепловой и электрической изоляции. Ниже представлена схема индукционного отопления своими руками, которую можно реализовать довольно легко.
Среди преимуществ отопительных устройств индукционного типа стоит отметить следующие:
Показатель КПД составляет от 95 до 98%.- На рынке представлено большое количество моделей, способных работать в сетях 220 и 380 В.
- Быстрый нагрев системы после включения агрегата.
- Низкие требования к теплоносителю.
- Накипь не образуется в течение длительного временного отрезка.
- Срок эксплуатации составляет не менее 25 лет.
Однако инверторный агрегат имеет и несколько недостатков. Наиболее существенным среди них является стоимость. Именно поэтому многие домашние мастера решают сделать индукционный котел своими руками. Чертежи этого устройства можно разработать самостоятельно, а можно воспользоваться готовыми. При этом самодельная конструкция практически не будет уступать промышленным моделям по эффективности работы.
Рекомендации по изготовлению
Существует несколько вариантов конструкций агрегатов этого типа. Однако не все индукционные котлы отопления своими руками просты в изготовлении. Есть две конструкции, на которые стоит обратить внимание.
Из инвертора сварочного аппарата
Создавая индукционные котлы своими руками, сложнее всего собрать преобразователь высокой частоты. Чтобы упростить задачу, можно использовать сварочный инвертор, выдающий сигнал с частотой минимум 20 кГц. Также для работы потребуются следующие материалы:
- Медный проводник с эмалевым изоляционным слоем диаметра 1-1,5 мм.
- Провод с изоляцией и клеммы для подсоединения катушки к инвертору.
- Отрезки проволоки из нержавейки длиной около 5 см и диаметром 3-5 мм.
- Водопроводная полиэтиленовая труба длиной 100 см и диаметром в 50 мм.
- Сетка с мелкой ячейкой из нержавеющей стали.
- Переходники для труб.
- Тройник для подсоединения предохранительного клапана.
- Два шаровых крана.
- Текстолитовые полосы и эпоксидный клей.
В качестве корпуса можно использовать пластиковый либо металлический распределительный шкаф. Сначала на трубе из полипропилена, отступив от ее торцов по 80-100 мм, необходимо укрепить 4 текстолитовых полосы шириной 8-10 мм. Затем на них наматывается от 50 до 100 витков проволоки, покрытой эмалевым защитным слоем. Расстояние между витками должно составлять 0,3-0,6 мм.
На точное число витков влияют диаметр проводника, его показатель удельного сопротивления и выходные параметры используемого инвертора. Если агрегат будет монтироваться в жилом помещении, то лучше сделать тороидальную обмотку, чтобы уменьшить силу внешнего электромагнитного поля.
В один конец трубы нужно вставить сетку из нержавейки, а затем плотно набить ее отрезками проволоки из нержавеющей стали. После этого второй конец трубы также нужно закрыть сеткой. Переходники монтируются с двух сторон полиэтиленовой трубы, после чего на них устанавливаются шаровые краны. Предохранительный клапан должен быть установлен со стороны верхнего выходного переходника.
Также предстоит обмазать обмотку эпоксидкой. Для изготовления состава нужно взять чуть больше отвердителя, чем рекомендовано в инструкции – примерно на 10-15%. После этого остается подключить обмотку к инвертору и установить теплообменник в корпус. Важно помнить, что индукционные отопительные агрегаты нельзя запускать без теплоносителя. Перед началом испытания системы на работоспособность ее нужно заполнить водой.
Из индукционной плиты
Здесь возможны два варианта конструкции. Для реализации первого решения предстоит разобрать плиту и использовать медный сердечник ее нагревательного элемента для изготовления катушки. Блок управления плитки можно использовать для питания обмотки. Однако этот способ имеет несколько значительных недостатков:
- Необходимо заново рассчитать показатель индуктивности самодельной катушки.
- Многие модели плит оснащаются системой автоматического отключения через определенный временной отрезок с момента начала работы.
- Индукционные плиты чаще всего имеют мощность не более 2,5 кВт, что делает их пригодными только для изготовления отопительного агрегата небольшой мощности.
Более простая и эффективная конструкция не требует предварительной разборки плиты. Достаточно установить на это устройство герметичный бак, изготовленный из нержавеющей стали. Эта емкость будет выполнять роль котла системы отопления. Для начала работы самодельного агрегата останется подсоединить бак к системе обогрева.
Если домашний мастер обладает хорошими знаниями в области электроники, то после доработки схемы плиты можно сделать хороший индукционный котел. Однако большинство умельцев выбирают более простые пути решения поставленной задачи. Какая бы конструкция в результате ни использовалась, она позволит сэкономить на приобретении заводского оборудования.
