Индукционный котел отопления своими руками
В последнее время человечество охватила новая, но от этого не менее правильная, тенденция к сокращению уровня расхода природных ресурсов. Наша планета не сможет вечно дарить нам дрова, нефтепродукты, газ, уголь. А пока альтернативные и неисчерпаемые источники энергии не найдены, нужно отталкиваться от того что есть. Эффективно, с минимальными затратами обогреть дом способны помочь индукционные котлы отопления. Эти устройства интересны тем, что они доступны каждому. При желании и должной сообразительности, можно соорудить индукционный котел отопления своими руками у себя дома. Его работа основана на грамотном применении индукционной энергии электричества, что положительным образом скажется на семейном бюджете.
Принцип работы устройства
Данное оборудование имеет специальную конструкцию, которая позволяет преобразовывать электроэнергию в тепло необходимое для обогрева помещения. Устройство такого котла, говоря точнее, его индукционная система – именно то, что приводит к очень быстрому нагреву теплоносителя в условиях равнозначного расхода энергии.
Говоря в целом, индукционный котел отопления – не что иное, как особый трансформатор или электрический индуктор, в состав которого входят первичная и вторичная короткозамкнутые обмотки, каждая из которых имеет свое предназначение:
Интересно! Любопытно, что работа индукционного котла отопления не сопровождается выделением отходов от сгорания топлива. Это позволяет отбросить беспокойство по поводу чистоты помещения и окружения. Свойство, которое ставит данную технику на ступень выше аналогов.
Внутри индуктивных котлов холодный теплоноситель вводится и отводится после своего нагрева с помощью двух патрубков. Для людей, загоревшихся желающих создавать индукционные котлы отопления своими руками, перед началом работы важно ясно осознавать, что нижний патрубок, который занят поставкой охлажденного теплоносителя, должен быть установлен на вводный участок магистрали, а верхний необходимо монтировать к подающему участку трубопровода.
Особенности функционирования
- Вначале работы индукционного нагревательного устройства носитель с любой степенью очистки (вода, антифриз и т.д.) попадает внутрь котла через входной патрубок. Последний элемент должен быть приваренным к наружному корпусу;
- Далее на внутреннюю обмотку подается напряжение, что приводит к возникновению электромагнитного поля, которое направит вихревые токи к поверхности сердечника;
- Спустя определенный промежуток времени интенсивность и количество вихревых токов возрастает в разы, что приводит к нагреванию сначала поверхности сердечника, а затем и всего элемента;
- Результатом вышеупомянутых процессов является генерация тепла котлом, которое впоследствии передается теплоносителю, циркулирующему по устройству;
- Образовавшийся гидростатический напор помогает прогретому теплоносителю попасть в отопительную сеть.
(См. также: Установка газовых котлов отопления своими руками: сделаем это вместе)
(См. также: Отопительные котлы)
Циркуляция теплоносителя качественным образом сказывается на оборудовании, сводя вероятность его перегрева к нулю. Жидкость после достижения определенной температурной отметки сразу же попадает в отопительную сеть. Кроме того, индукционный котел отопления постоянно вибрирует, что препятствует образованию накипи на внутренних стенках котла.
Вихревые индукционные котлы отопления уникальны тем, что стандартные нагревательные элементы, которые не способны выдерживать интенсивную эксплуатацию, в них полностью отсутствуют. В результате вероятность поломки снижена в разы. Разъемных соединений нет также. Значит – протечка практически невозможна. Кроме всего прочего, данное оборудование можно устанавливать хоть в спальне, так как оно работает очень тихо. (См. также: Обвязка котла отопления своими руками)
Руководство и советы
Делать индукционные котлы отопления своими руками не так уж и сложно, главное – наличие базовых навыков, некоторых инструментов, материалов и стремления.
- Для облегчения работы по изготовлению устройства, сбережения сил и сохранения нервной системы, лучше всего иметь в наличии высокочастотный сварочный инвертор. Если уж совсем в идеале, то лучше, чтобы у аппарата было устройство для плавной регулировке тока, который по своей величине должен быть прямо-пропорциональным мощности котла, который запланирован. Наиболее оптимальным показателем считается сила в 15 ампер. Хотя, при этом никто не запрещает создать и более мощное оборудование;
- В качестве материала, который будет нагреваться в электромагнитном поле, идеально подойдут нержавеющие отрезки катанки или же проволоки. Говоря про диаметр проката, то тут все демократично – 7 мм – вполне достаточно. Далее, орудуя кусачками, необходимо нарезать материал на отрезки длиной 5 см каждый;
- Корпус котла выступает одновременно и как участок отопительного трубопровода и как основа, на которой формируется индукционная катушка, поэтому для его изготовления наиболее подходящим выбором является пластиковая толстостенная труба. Ее внутренний диаметр должен быть немного меньший, чем 5 см;
- К отопительной системе конструкция подсоединяется при помощи переходников. Тот, что будет пропускать охлажденный теплоноситель, необходимо прикрепить к основанию корпуса;
- На дне пластиковой трубы обязательно наличие металлической сетки;
- Кусочки проволоки можно засыпать произвольно, пока внутреннее пространство не заполнится полностью;
- Аналогично способу закрытия переходника, та же процедура выполняется и для верхней части устройства;
- Последним моментом остается сооружение индукционной катушки. Для этого достаточно намотать на пластиковую трубу 90 витков эмалированного провода из меди. Важно, чтобы витки были аккуратно намотаны и были расположены как можно ближе к середине изделия;
- Конструкция уже, считай, готова, осталось только объединить ее с отопительной сетью. С этой целью от трубопровода необходимо отрезать часть трубы. В образованный разрыв нужно установить готовый аппарат. В данной процедуре помогут переходники;
- Осталось соединить индукционную катушку и высокочастотный инвертор. После этого «слияния» отопительная сеть наполняется водой. Важно помнить, что до момента поступления теплоносителя в систему, включать котел запрещено – корпус гарантированно оплавится.
Ну вот, пожалуй, и все основные советы, которые помогут изготовить индукционный котел отопления своими руками. При должной сноровке и внимательности эта задача выполняется легко. Самостоятельное создание данного аппарата является не только полезным опытом, но и приятно удивит своей экономичностью, как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации.
чертежи своими руками, инверторный для частного дома, самодельный котел, видео
Индукционный котел отопления отличается хорошей экономичностью и длительным сроком службыВыбирая котел для отопления дома, владельцы руководствуются, прежде всего, тем, какой источник нагрева доступен для помещения. Газ – самое дешевое топливо, но подведен далеко не вовсе населенные пункты. Электричество – самое распространенное, но не самое дешевое. Индукционный отопительный котел вырабатывает достаточно высокий КПД, при меньшем потреблении электричества, по сравнению с другими электрическими вариантами.
Принцип работы индукционного котла
Основа принципа работы котла – создание из электрической энергии тепловую. Действие электромагнитной индукции состоит в следующем – через катушку, обмотанную проволокой, пропускаем ток, вокруг этой намотки возникает электромагнитное поле. Помещенный в катушку металлический сердечник (имеющий свойство притягиваться магнитом) начнет быстро нагреваться.
Механизм генератора тепла: это электрический индуктор, состоящий из первичной, вторичной обмотки и сердечника. Перерабатывая электроэнергию в вихревые токи, первичная обмотка направляет электрополе на вторичную обмотку, которая в свою очередь передает энергию носителю. Под влиянием электромагнитного поля, в корпусе и сердечнике образуются вихревые токи.
А вот какой вид отопления выбрать для загородного дома, вы узнаете, прочитав статью на следующей странице: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/otoplenie/otoplenie-zagorodnogo-doma
Работа индукционной плиты основана на том же принципе. Такие плитки гораздо экономичнее, по сравнению с обычными электроплитами. Это достигается путем, отсутствия потери тепла, при передаче тепла от нагревателя, к посуде. Маркетологи на сегодняшний день обозначают индукционные котлы отопления, как передовые разработки, созданные на новом принципе. Но на сома деле – это не совсем так. Индуктивные принципы применяются с прошлого века для плавильных печей. Также не используются никакие новые материалы для изготовления котлов.
М. Фарадей открыл явление индукции в 1831г.
Индукционные варианты более безопасны, по сравнению с другими отопительными котлами, в обслуживании практически не нуждаются. Они не содержат динамических деталей, и как следствие, не имеют механического износа. При достаточном охлаждении, срок службы катушки не ограничен. Отдельного помещения такие котлы не требуют. По сравнению с газовыми котлами, практически не нуждаются в профилактических работах.
Преимущества индукционного котла:
- Постоянная циркуляция теплоносителя;
- Отсутствие нагревательных элементов;
- Бесшумность.
Индуктивный электрокотел способен обогреть не только площадь небольшого частного дома, но и производственные помещения, при этом не нужно больших затрат на монтаж и обслуживание. Представленные на рынке индукционные котлы отопления не из дешевых. Причина в датчиках системы. Инвертор, применяемый в системе управления, повышает стоимость котла отопления.
Отопительные котлы для дома отличаются многими характеристиками. Подробнее об этом можно прочитать на сайте: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/otoplenie/kotly-otopleniya
Как сделать индукционный котел отопления своими руками
Противники установки индукционных котлов приводят закон сохранения – 1 кВт электроэнергии способен выработать тепловой энергии так же не больше 1 кВт. Да, любой водонагреватель, потребляя 1кВт электроэнергии, производит также 1 кВт энергии. Но не вся она тепловая. Более продуктивными в производстве тепловой энергии являются именно индукционные водонагреватели, в сравнении с ТЭНовыми. Сделать самодельный индуктивный водонагреватель не сложно. Используемые при этом материалы можно найти без особого труда и не высокой цене. Схема такого индуктивного устройства довольно проста.
Для преобразования электроэнергии в тепловую, необходим:
- Индуктор;
- Переменный ток 50 Гц;
- Сердечник из материала, к которому «липнет» магнит;
- Чертежи котла индукционного отопления (найти не проблема).
Для корпуса индукционного котла нужно взять трубу диаметром 5 см. Трубу заполняют кусочками проволоки, 5-7 см, диаметром не более 7 мм. Для соединения котла с системой труб, понадобятся переходники. Схема системы отопления поможет определиться с характеристиками.
Лучше установить автоматическое отключение электроэнергии при утечке теплоносителя. В этом случае, электромагнитное поле не исчезнет, если не отключить подачу электроэнергии, и корпус с креплениями попросту расплавятся.
Делаем индукционную катушку – главный элемент нагревания. Для этого берем медную проволоку, обматываем ее вокруг корпуса, приблизительно 85-99 витков. Интервал между витками соблюдаем равный. Простейший индукционный котел готов. Такой индуктор можно установить в любом месте трубопровода. На этом же принципе работает индукционный парогенератор.
О преимуществах и недостатках двухконтурного котла узнавайте в следующем материале: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/otoplenie/dvukhkonturnyj-gazovyj-kotel
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.
Можно подобрать схему индукционного отопления своими руками. В этом случае можно хорошо сэкономить свои средства.
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.
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.
При установке инверторного котла в систему отопления, важно правильно подключить заземление.
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.
Индукционный котел отопления своими руками (видео)
Индукционные устройства – это практичные и экономичные системы, не требующие трудного монтажа и сервисного обслуживания. Как правило, малые габариты позволяют монтаж в любых помещениях, и не требуют перестройки системы отопления. Пожаробезопасность индукционных котлов отопления позволяет их применять в загородных домах, даже если хозяева там появляются не часто.
Вокруг любой катушки, по которой течет переменный ток, создается переменное магнитное поле. Эффект объясним и понятен. Если в это поле поместить электропроводящий материал, то в нем возникают индукционные токи (токи Фуко), которые нагревают этот материал. Если материал ферромагнитный, то его постоянное перемагничивание делает процесс нагрева очень эффективным. Конструктивные размеры, форма индуктора и трубок подобраны таким образом, чтобы тепловая энергия, создаваемая вихревыми токами, выделялась в трубах вокруг индуктора, и энергия от перемагничивания этих трубок передавалась теплоносителю и поступает в систему отопления или ВН С. Проще говоря, это лабиринт труб, к которым особым образом «идет» индуктор — трансформатор. За счет электромагнитного поля индуктор быстро и очень эффективно нагревает сердечник, который в свою очередь нагревает теплоноситель. В такой конструкции нечему «выгорать». Сердечник изготовлен из ферромагнитной стали толщиной до 10 мм, срок службы такого котла может достигать 30 лет. Шкала. Сейчас на рынке активно продвигаются различные системы гидромагнитной защиты воды ГМС.Не будем на них останавливаться. Скажем так, индукционные нагреватели конструктивно и принципиально вбирают в себя достоинства ТМС, но обладают и дополнительными свойствами водоподготовки. Микровибрация с частотой 50 Гц внутри котла также обеспечивает максимальную защиту от накипи. Давайте посчитаем дальше и прикинем затраты минимум на 4 года вперед. Первый год эксплуатации ТЭН котла. Купили и установили котел ТЭН — 24 кВт, 30 000 руб. Среднемесячная температура в самый холодный месяц на улице -20°С. Среднемесячная температура за отопительный сезон из 222 дней или 7 месяцев -5,6°С. Сколько придется платить за электрическое отопление? Новый котел ТЭН в первый год эксплуатации работает достаточно эффективно. Для обогрева 240 м2 площади за весь отопительный период он будет работать в среднем суммарно непрерывно, 10 часов в сутки. Работают циклично, т.е. включаются, прогреваются до заданной температуры, выключаются и т.д. Примем, что 24 кВт умножаем на 10 часов в сутки, умножаем на 30 дней, умножаем на тариф 2,70 рубля за кВт. Итого: 19 440 рублей в месяц. Или вообще на отопительный сезон 136 080 руб. Второй год эксплуатации. Для нагревательных элементов второй отопительный сезон означает потерю мощности ≈ 15%. Для отопительного котла это означает, что он будет работать дольше, чтобы достичь заданной температуры в помещении и, соответственно, потреблять больше электроэнергии. Другими словами, потреблять из сети 24 кВт, а отдавать в систему 20,4 кВт тепла. В этом режиме общая непрерывная работа составит в среднем 11,5 часов. Проводим те же расчеты. Сейчас платим 22 356 рублей в месяц, а за отопительный сезон будем платить 156,492 руб. Третий год эксплуатации. ТЭН «проседает» еще на 20%, включается 13,8 часов, сжигает 26 827 руб. в месяц. и 187 790 руб. на сезон. Другими словами, из сети он потребляет 24 кВт, а отдает тепла в систему 16,3 кВт. Четвертый год.Еще 20%, 16,5 часов ежедневно, 32 076 руб. в месяц, 224 532 руб. в сезон. Другими словами, 24 кВт потребляет из сети, а 13 кВт отдает тепла в систему. Неутешительные результаты, за четыре года стоимость эксплуатации котла с ТЭНом может удвоиться. Рассмотрим индукционный нагреватель.Первый год эксплуатации. Для того же дома, той же площади 240 м2 и того же объема достаточно 20 кВ. Мощность котла, работающего на принципе электромагнитной индукции, составляет 20 кВт. Мы уверены, что условия те же. Умножьте 20 кВт на 10 часов в сутки, умножьте на 30 дней, умножьте на тариф 2,7 рубля за кВт. Итого: 16 200 рублей в месяц. Или вообще на отопительный сезон 113 400 руб. Затраты на отопительный сезон остаются неизменными на протяжении всего периода эксплуатации. Благодаря отсутствию накипи КПД не падает, накипь не мешает работе котла. Он работал в среднем по 8 часов в день, и работает на протяжении всего периода службы. Наиболее четко цифры видны на графиках. Каждый месяц эксплуатации индукционного нагревателя позволяет владельцу сэкономить определенную сумму денег. А если за первый год экономия по отношению к ТЭНу котла составит 3240 руб. в месяц, то за 4-й год эксплуатации владелец сэкономит более 15 тыс. руб. ежемесячно. Вихревой индукционный нагреватель сэкономит владельцу приличную сумму более 250 тысяч рублей за 4 года. В отличие от отопительных котлов, индукционные нагреватели не требуют водоподготовки и сезонного обслуживания. Из графиков видно, что индукционные котлы не зря отнесены к разряду энергосберегающих устройств. Разница в цене между индукционным и среднеценовым котлом ТЭНа окупается в течение первого отопительного сезона, и чем холоднее на улице, тем быстрее она окупится. И сравним это со средним ценовым представителем «семейства» ТЭНов котлов. Действительно надежные немецкие и польские котлы по цене не уступают индукционным котлам, хотя имеют те же «фамильные» недостатки. И так, начиная с первого года жизни, индукционный котел начинает активно «набирать очки» по отношению к котлу ТЭНа — экономя деньги владельца. Площадь, кв.м.
элемент будет продолжать работать, вытягивая больше и больше денег. Выход из ситуации, только в замене самого ТЭНа, а дальше все по тому же сценарию При этом вихревой индукционный нагреватель на протяжении всего срока службы будет выполнять поставленные задачи не теряя своей эффективности . Если купили, чтобы отапливать 240 м2, то и их отапливает. Нагревательный элемент же из-за конструктивных недостатков через 3-4 года сможет эффективно обогревать только две трети помещения и о его замене придется думать. Подведем итоги.
|
Индукционный нагреватель | Backyard Scientist
Простой индукционный нагреватель
Схема индукционного нагревателя, которую я использую в этом видео, настолько проста, насколько это возможно. В этой статье я расскажу о конструкции и некоторых соображениях по дизайну, если вы хотите построить свой собственный. Но сначала немного предыстории схемы.
Эта схема основана на повсеместно распространенном обратноходовом драйвере mazilli, также известном как драйвер ZVS (переключение при нулевом напряжении). Оказывается, Марко на форумах 4HV был первым, кто изменил конструкцию с целью создания индукционного нагревателя. Самое замечательное в этой конструкции то, что она автоматически начинает колебаться и настраивается на максимальную эффективность. это был огромный успех, и теперь буквально каждая индукционная плата DIY, продаваемая на amazon и ebay, представляет собой точно такую же схему. Недостатком является то, что у вас нет контроля мощности или контроля частоты.
Вот список деталей, которые я использовал для изготовления индукционного нагревателя.
Плата высокой мощности (1800–3000 Вт) или плата меньшей мощности (до 1500 Вт)
Блок питания. Чтобы заставить его работать, вам нужно закоротить несколько контактов на задней панели. Или вы можете просто купить любой подходящий блок питания на амазоне. Я рекомендую что-то, что может выдавать не менее 36-48 вольт и не менее 20 ампер.
Вам также необходимо охладить катушку. Самый простой способ — просто пропустить через него воду из раковины, или вы можете использовать ведро на 5 галлонов и насос для пруда или что-то в этом роде. Я использовал этот с амазона. Я также сделал радиатор и систему вентиляторов на Amazon.
Наконец, я рекомендую использовать устройство для контроля потребляемой мощности, это то, что я использовал.
Вот несколько советов и приемов, которые я узнал или прочитал в других местах относительно этого типа индукционного нагревателя.
Катушку можно трогать. Вы можете получить легкий удар током, если коснетесь обоих концов катушки одновременно, но это не опасно. Если вы коснетесь его металлом, вы будете в порядке и не почувствуете ударов. Если вы замкнете катушку, коснувшись ею металла, это может повредить плату, но блок питания, вероятно, обнаружит, что что-то не так, и отключится, прежде чем вы что-нибудь повредите.
Я бы порекомендовал докупить irfp260n MOSFET на ebay, если что-то сломается 9В 9% случаев это МОП-транзистор.
Существует множество других более совершенных конструкций индукционных нагревателей, вот несколько полезных ссылок для этого типа нагревателя и других, более совершенных версий.
Простые конструкции
Royer ZVS Induction Heater
Усовершенствованные конструкции
9000 5 http://www.neon-john. com/Induction/Index.htm
https://github.