Как сделать индукционный котел. Использование электромагнитной индукции для отопления дома. Что собой представляет индукционное отопление

Среди электрического водогрейного отопительного оборудования, особое место, занимает индукционный электрический котел. Принцип работы, основан на возникновении токов Фуко. Сфера эксплуатации, ограничена бытовыми и промышленными системами закрытого типа.

Устройство индукционного электрокотла

Устройство индукционного (инверторного) электрокотла, состоит из нескольких важных узлов, отвечающих за возбуждение электромагнитного поля и передачи тепла. Конструктивно, отопитель состоит из следующих элементов:

Такое устройство обеспечивает максимальное КПД, равное 99%. Индукционный электрокотёл имеет следующие преимущества:

• Использование инверторной технологии, дает необходимую интенсивность нагрева теплоносителя, предотвращая его перегрев и закипание. При этом, требуется создать условия для постоянной циркуляции жидкости внутри нагревающего элемента.
• Широкий диапазон рабочих температур. При необходимости, котел способен подключаться к энергосберегающим системам отопления, типа «теплые полы» или работать в режиме антизамерзания, поддерживая нагрев в пределах 10-15°С.
• Безопасность и эффективность – принципиальная электрическая схема, полностью исключает вероятность поражения электрическим током. Разогрев сердечника, происходит быстро, благодаря низкому уровню инерции. Используется меньшая температура нагрева теплообменника, чем в ТЭНовых котлах.
• Длительный срок службы инерционного электрокотла, варьируется от 40-60 лет. При этом, в течение всей эксплуатации, не потребуется менять нагревательный элемент.

Электрическая схема высокочастотного инвертора индукционного котла отопления, настолько простая, что некоторые потребители, изготавливают ее своими руками. Самодельный котел, уступает заводскому в надежности и экономичности, но пользуется популярностью, благодаря минимальным затратам на его изготовление.

Чем отличаются индукционные котлы от ТЭНовых

Главное отличие индукционного котла от электрического ТЭНового, заключается в различном принципе нагрева теплоносителя:

• ТЭНовый котел – для нагрева, используется трубчатый нагреватель, со спиралью внутри, разогреваемой в результате замыкания электрической цепи. Сверху, нагревательный элемент заключен в оболочку из керамики или нержавеющей стали.
  Для нагрева теплоносителя, вырабатываемое тепло проходит через несколько стадий. Сначала разогревается спираль. Тепло передается нагревающей поверхности и только затем теплоносителю. При этом, наблюдаются большие теплопотери.
• Индукционный котел – в роли теплообменника, выступает полый ферромагнитный стержень, по которому циркулирует теплоноситель. Преимущества индукционных котлов перед обычными электрокотлами, заключаются в непосредственном подогреве жидкости системы отопления. Нагреваемый сердечник, сразу передает тепло.

Бытовые индукционные электрокотлы для отопления частных домов, по сравнению с ТЭНовыми отопителями, имеют еще несколько преимуществ. Вихревые потоки приводят к тому, что сердечник постоянно вибрирует, что делает невозможным появление кальциевых отложений (являющихся главной причиной выхода из строя ТЭНовых котлов).

Теплопотери сведены к минимуму, по причине двойной теплоизоляции корпуса. В результате принципа работы и особенностей конструкции, система отопления с использованием электрического индукционного котла, отличается высоким КПД 98-99%.

ТЭНовые котлы, для отопления и горячего водоснабжения, используют два отдельных нагревательных элемента, работающих одновременно при открытии крана ГВС. При этом, создается пиковая нагрузка на электросеть, увеличивается потребление электроэнергии. В индукционных теплогенераторах, подобного не происходит.

Ввиду шума и вибрации, наблюдаемых во время работы, и высокой стоимости, индукционные котлы, в первую очередь предназначены для отопления промышленных помещений.

Выбор электрокотла индукционного типа

Электрические котлы индукционного нагрева, представлены в широком ассортименте. При подборе подходящей модели, учитывают рабочие характеристики:

• Потребляемая мощность – котлы с производительностью до 6-8 кВт, подключаются к двухфазной бытовой сети. Установка котлов большей производительности, требует выделения трехфазной сети, 380В.
• Среднесуточный расход электроэнергии есть в описании к котлу. При выборе, учитывают затраты на отопление. В некоторых случаях, экономически выгодно подключать электрокотел к уже существующей системе отопления с твердотопливным или жидкотопливным теплогенератором, в качестве вторичного источника тепла.
• Система управления – возможность удаленного контроля, подключение к комнатным и погодозависимым термодатчикам, увеличивают комфорт эксплуатации и обеспечивают автономность системы отопления.

Перед покупкой понравившегося электрокотла, было бы неплохо прочитать полное описание, особенности эксплуатации, допускаемый тип теплоносителя, срок службы, гарантийные обязательства производителя и т. д. Рабочие параметры, указанные в инструкции по эксплуатации, существенно облегчат выбор котла.

После подбора по рабочим параметрам, котельное оборудование выбирают по марке производителя. Неизменным спросом потребителя и хорошими теплотехническими характеристиками, отличаются следующие электрокотлы:

• ВИН – модель является аббревиатурой, обозначающей Вихревой Индукционный Нагреватель. Изготавливается компанией «Альтернативная энергия», расположенной в городе Ижевске. Популярность котлов ВИН, постоянно растет, что сделало возможным выход продукции на зарубежные рынки отопительного оборудования.
• SAV – котлы выпускаются компанией ЗАО "НПК "ИНЭРА". Производственные мощности предприятия, стали работать в 2007 г. Компания пропагандирует внедрение новых энергосберегающих технологий и создание конкурентоспособной продукции. Электрокотлы SAV, используются для обогрева жилых и промышленных комплексов.
• TECO-HOUSE – украинский производитель. Сфера деятельности концерна, обхватывает многие сферы производства, в том числе, изготовление отопительного оборудования.
  Индукционные котлы TECO-HOUSE, отличаются уникальной системой управления, высокой теплоэффективностью и безопасностью. Продукция изготовлена по стандартам, действующим в странах ЕС и РФ.
• Эдисон – электрокотел, выпускаемый компанией Сибтехномаш. Компания делает упор на изготовлении комплексных решений отопления, бытовых и промышленных зданий. На базе предприятия, разрабатывают и выпускаются модульные электрокотельные, оснащенные водонагревателями Эдисон.
• Miraton – российская марка, относительный новичок в производстве отопительного оборудования. На базе предприятия, изготавливают теплогенераторы для бытового применения. Преимущество продукции Miraton, уникальный дизайнерский корпус, что позволяет выполнить установку внутри жилого помещения.

Цены на электрические индукционные котлы для отопления частных домов и производственных помещений, во многом зависят от производительности и компании производителя. Так, моноблок на 18 кВт, обойдется в пределах 70 тыс. руб. Промышленное котельное оборудование, мощностью 250-500 кВт, будет стоить, начиная от 500 тыс. руб. и выше.

Особенности эксплуатации индукционных электрокотлов

Цены на индукционные электрические котлы, превышают себестоимость ТЭНовых теплогенераторов на 30-40%. Чтобы не сделать необдуманных материальных затрат на приобретение котла, следует предварительно изучить особенности работы и эксплуатации выбираемой модели.

Немалую помощь в этом, могут оказать реальные отзывы об электрических индукционных отопительных котлах.

Особенности эксплуатации:

• Универсальность – котел работает с любым типом теплоносителя, без снижения теплоэффективности и КПД.
• Подходит исключительно для систем с принудительной циркуляцией теплоносителя. Жидкость системы отопления, является естественным охлаждающим элементом нагретого сердечника. Если циркуляция прекратится, произойдет перегрев теплообменника.
• Сферы применения – производители, в основном, изготавливают промышленные электрические индукционные котлы отопления. Бытовые модели, выпускаются реже. Теплоэффективность индукционного устройства, усиливается по мере увеличения количества нагреваемого теплоносителя.
• Сроки эксплуатации – индукционные котлы стоят дорого. Расход электроэнергии, на 10-15% ниже, чем у ТЭНовых приборов. Экономия достигается и за счет длительного срока эксплуатации теплогенераторов, достигающего 40 лет.

Экономичные индукционные котлы, используются в бытовом и промышленном отоплении. Имеют большой рабочий ресурс, соответствуют требованиям электробезопасности. Согласно ПУЭ, подключение и запуск, должен выполнять исключительно квалифицированный электрик, имеющий соответствующий допуск.

Схемы обвязки индукционных электрокотлов

1. Циркуляционный насос
2. Радиаторы отопления
3. Индукционный котел
4. Мембранный бак
5. Пульт управления
6. Шаровый кран
7. Датчик температуры
8. Датчик аварийного выключения
9. Заземление
10. Газовый котел, ТЭН, дрова, уголь
11. Группа безопасности
12. Датчик потоков

В процессе планирования устройства отопительной системы на даче или в загородном доме многие пытаются решить проблему чрезмерных расходов на энергоносители путем установки индукционного котла отопления. Кроме экономии электроэнергии его устройство таково, что позволяет обходиться без вредных выбросов в окружающую среду и не представляет никакой опасности в процессе использования. Немаловажным аргументом в его пользу является и возможность его самостоятельного конструирования. В данной статье мы рассмотрим, что такое индукционный котел отопления: все про принцип работы + 2 варианта устройства своими руками. Кроме того, нам станут очевидны его преимущества перед обычными электрическими котлами и газовыми агрегатами.

Устройство индукционных котлов

В основу внутреннего устройства такого котла включен индуктор (трансформатор). Обычные бытовые индукционные котлы немного отличается от аналогичных промышленных с цилиндрической системой обмотки. В компактных котлах бытового назначения применяется медная обмотка тороидального типа.

Внешний корпус агрегата выполнен из окрашенного металла, затем идет толстый слой тепло- и электроизоляции, внутри которой находится сердечник с двойной стенкой. Он изготовлен из особой ферромагнитной стали и имеет толщину стенок не менее 10 мм. Тороидальная обмотка, которая намотана на сердечнике — это первичная обмоткой. Именно в ней происходит преобразование энергии электрического поля в магнитное, которое создает вихревые токи. Уже их энергия переносится на вторичную обмотку. В роли вторичной обмотки выступает корпус контура, который под действием этой энергии выделяет большое количество тепла, передающегося теплоносителю. Тороидальная обмотка позволяет создавать агрегаты с небольшим весом и габаритами.

Принцип действия индукционных котлов

В стандартную комплектацию обычно входит сам котел, совершенно необходимый полупроводниковый преобразователь, называемый инвертором, автоматические выключатели, терморегулятор электронный. Сам температурный датчик находится внутри корпуса котла.

Работа индукционных котлов базируется на принципе электромагнитной индукции. Его суть в том, что электроэнергия, потребляемая из сети, создает электромагнитное поле. Теплоноситель подается внутрь котла котел через водный патрубок, который приварен внизу. Переменный ток частотой 20 кГц поступает на котел через инвертор. При включении этого прибора ток протекает через тороидальную обмотку котла. При этом стальной сердечник всего за 7 минут нагревается до температуры 750 градусов.

Произведенное тепло передается теплоносителю, циркулирующему внутри контура. Быстрый нагрев жидкости создает конвекционные потоки. Это означает, что разогретый теплоноситель сильно расширяется и устремляется вверх по конструкции котла и далее в саму систему отопления. Часто этого бывает достаточно, чтобы происходила полноценная работа бытового котла, имеющего среднюю протяженностью отопительного контура. Такой метод позволяет достаточно быстро обогревать всю систему, но для лучшей циркуляции нужно дополнительно устанавливать обычный циркуляционный насос.

Благодаря применению принципа магнитной индукции, разогрев теплоносителя в таких котлах происходит гораздо быстрее, чем в агрегатах с тэнами, а потери тепла минимальны. На сердечнике почти не возникает накипь, какой бы жесткой и известковой не была вода.

Это происходит потому, что вихревые потоки вынуждают сердечник вибрировать, не позволяя образоваться накипи. Одновременно, вскипающие у его тела пузырьки, очищают поверхность сердечника. По причине герметичности всей системы, теплоноситель забирает максимальное (98%) количество выделяемой тепловой энергии. Таким образом, эти параметры очень сильно увеличивают КПД котла, что положительным образом сказывается на его экономичности и сроках эксплуатации.

Плюсы и минусы индукционных котлов

Индукционные котлы обладают рядом безусловных преимуществ перед обычными котлами на ТЭНах:

• Стабильные показатели КПД до 99% практически весь срок эксплуатации.
• Отсутствие нагревающихся элементов, что значительно продлевает срок применения устройства.
• Отсутствие двигающихся элементов, что полностью исключает механический износ и необходимость замены комплектующих.
• Отсутствие разъемных внутренних соединений не дает возможность возникновения течи.
• Полная доступность работы даже при постоянном токе либо низком напряжении в сети.
• Очень быстрый нагрев до нужной температуры теплоносителя (5 – 7 мин).
• Достаточно высокая степень электро- и пожаробезопасности, соответствующая классу II за счет использования сердечника, не связанного напрямую с индуктором.
• Отсутствие необходимости установки дымохода и предоставления под котел отдельно расположенного помещения. Для установки данной системы нет потребности в привлечении высококвалифицированных специалистов.
• Нормативный срок эксплуатации прибора до 25 лет и даже более. Он напрямую зависит от герметичности запаянного внешнего шва и от большой толщины металлических труб для сердечника. Ему не нужны никакие профилактические работы в течение всего срока эксплуатации.
• Котел может использовать все доступные жидкие теплоносители: масло, вода, антифриз, этиленгликоль без какой-либо предварительной подготовки.
• Менять отработку теплоносителя можно всего один раз в 10 лет.
• Хорошая защита от перегрева и различных аварий, бесшумность в ходе работы.
• На котлах установлены электронные автоматизированные системы управления.
• Внутри контура отсутствует накипь.
• Возможность подключения котла к любым отопительным системам закрытого типа.
• Минимально возможный прогрев теплоносителя — 35°С.

Но у индукционных котлов есть недостатки, как перед другими отопительными приборами, так и по индивидуальным специфическим параметрам.

• Такие котлы можно подключить только к закрытому контуру отопления, очень часто с принудительной циркуляцией теплоносителя
• Достаточно большой вес котла при довольно небольших размерах. Вес котла мощностью 2,5 кВт составляет не менее 23 кг при полной высоте 45 см и диаметре 12 см.
• Большая, чем у других котлов цена, которая обусловлена наличием дорогостоящей детали – инвертора.
• Генерируемые на расстояние в несколько метров от котла радиопомехи в длинноволновом, средневолновом и даже УКВ-диапазоне. Они не оказывают воздействия на человеческий организм, но их хорошо чувствуют домашние животные и электронная аппаратура.

Установка индукционного котла и системы управления к нему

Установка таких котлов возможна только в закрытую систему отопления. Это требует наличия расширительного бачка-экспанзомата и насоса для принудительной циркуляции теплоносителя.

Согласно инструкции, индукционный котел выставляется строго вертикально. После этого, к нижнему патрубку ввода подключается обратная труба контура отопления. Выходной патрубок расположен в верхней части устройства (сбоку или сверху). На него закольцовывается подающий трубопровод.

Вес монтируемого котла достаточно серьезный, поэтому креплениям нужно уделить самое особое внимание. Они должны быть очень надежными с учетом того, что при работе котла его вес значительно увеличится за счет поступающего внутрь теплоносителя. Боковое расстояние от котла до окружающих предметов и стен – 300 мм. Расстояние до пола и потолка — 800 мм и не меньше. Важным и обязательным условием при монтаже таких котлов является их заземление. С ним возможно использовать, как металлические, так и металлопластиковые трубы.

Рядом с выводным патрубком встраивается группа приборов безопасности: подрывной клапан, манометр, воздухоотводчик. Расширительный бачок устанавливается на удобном участке обратной трубы системы. Запорная арматура главным образом монтируется уже после группы безопасности.

Монтаж всей системы управления, а также самого котла нужно производить в соответствии с существующими правилами и нормами ПУЭ, схемами и условиями, содержащимися в имеющемся в комплекте техническом паспорте.

Примеры самодельных конструкций

Если вы не собираетесь использовать индукционный котел для осуществления главного отопления в частном доме, а хотите оборудовать им дачу или гараж, то вы можете попытаться сконструировать его самостоятельно. Существует два варианта, как это сделать.

Первый вариант

Для его реализации понадобятся куски пластиковых труб и сварочный инвертор. Имея элементарные знания в области физики и умея пользоваться кусачками, можно самостоятельно смастерить элементарную индукционную модель. Для этого нужно приобрести уже созданный высокочастотный сварочный инвертор с плавной регулировкой мощности тока до 15 ампер или даже выше. Для обогрева большой площади лучше выбрать гораздо более мощный аппарат. Еще понадобится катанка из нержавеющей стали либо обычные отрезки стальной проволоки. Это нужно для выполнения роли нагреваемого элемента. Их длина – около 50 мм, при диаметре 7 мм.

Важной составляющей является медная проволока, которую можно без проблем приобрести в любом тематическом магазине. Не следует использовать обмотку со старых катушек. Корпус, являющийся основой индукционной катушки — это одновременно часть трубопровода, поэтому его можно изготовить из пластиковой трубы с толстыми стенками. Ее внутренний диаметр должен быть 50 мм. К этому корпусу крепят два выходных патрубка для поступления холодного и отдачи горячего теплоносителя. Все внутреннее пространство корпуса нужно полностью заполнить отрезками проволоки и закрыть металлической сеткой, чтобы они не высыпались.

Индукционную катушку делают следующим образом: вокруг уже ранее приготовленной пластиковой трубы постепенно наматывают покрытый эмалью медный провод. Понадобится примерно 90 витков. Получившееся самодельное устройство требуется подключить к трубопроводной сети. Из трубопровода вырезают небольшой участок трубы, а вместо него устанавливают самодельный индукционный котел. Его подключают через инвертор и просто запускают воду.

Второй вариант

Это вариант предусматривает использование трехфазного трансформатора с возможностью и фиксации. Кроме того, понадобится еще и сварочный аппарат. Для изготовления устройства нужно сварить две трубы таким образом, чтобы они были похожи на бублик в разрезе. Эта конструкция выполняет, как проводниковую, так и нагревательную функции. Потом наматывают обмотку, непосредственно на корпус котла в целях его более эффективной работы, несмотря на небольшой вес и размеры. Здесь используется стандартная схема нагрева теплоносителя: он получает большое количество тепловой энергии при контакте с обмоткой.

Схема изготовления такой конструкции несколько сложнее, чем в первом варианте. Котел оборудуется двумя патрубками, как для входа холодного теплоносителя, так и для выхода нагретого. Если придумать и самостоятельно соорудить защитный кожух, то можно минимизировать тепловые потери.

Особенности самостоятельной установки и эксплуатации самодельных котлов

Как и в случае котлов, произведенных на заводе, для монтажа самодельной индукционной установки может подойти только отопительная система закрытого типа. В ее состав должен входить центробежный насос, который создает постоянную циркуляцию теплоносителя внутри отопительной системы. Распространенные сегодня пластиковые трубопроводы как нельзя лучше подходят для установки самодельного индукционного котла. Все нормативы, относящиеся к установке магазинных котлов, должны соблюдаться в полной мере и в данном случае. Если установить на систему органы управления и приборы безопасности, то ваша самодельная установка будет мало чем уступать своим заводским собратьям.

Хотя изготовить такой прибор достаточно сложно, и лучше не браться за это дело, не имея «прямых рук», эксплуатировать ее одно удовольствие. Ведь вместе с удобством эксплуатации мы получаем еще и серьезную экономию электроэнергии.

В связи с постоянным повышением цен на энергоносители, владельцы загородных домов и городских квартир в переходят на альтернативные, более выгодные виды отопления, в основном выбирая автономные его варианты. Некоторые предпочитают устанавливать , чтобы не переплачивать за центральное отопление, которое в некоторых регионах оплачивается не только в зимний период, но и летом. Другие же собственники жилья заинтересовались обогревом дома с помощью электрических приборов.

Электричество удобнее в том плане, что для установки такого водонагревателя не потребуется согласование с разрешительными организациями, составления и утверждения проекта. Но многих отпугивают высокие тарифы. Значит, необходимо останавливать свой выбор на электрических котлах, отличающихся повышенной эффективностью и экономичностью работы. К таким, безусловно, можно отнести агрегаты индукционного принципа действия. Они по праву создали довольно высокую конкуренцию газовым приборам отопления.

Но сам по себе индукционный котел – весьма недешевое «удовольствие». Потому многих домашних умельцев интересует вопрос – можно ли изготовить индукционный котел отопления своими руками. Оказывается, да, это выполнимая задача, но требующая определённого мастерства и знаний, особенно в области электротехники.

Сразу оговоримся о следующем. Автор этих срок не является сторонником «самоделок» в области электрической техники, работающей с напряжениями, опасными для жизни. Поэтому данную публикацию следует рассматривать, как обзор возможных вариантов, но не как пошаговое руководство к действию. Следует очень трезво взвесить свои силы, знания и возможности, прежде чем приступать к выполнению такой задачи.

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.

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.

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.

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 , так как без них требуемого перемещения теплоносителя будет добиться невозможно.

Действительно ли индукционный метод нагрева теплоносителя эффективен и надежен ?

Перед тем как покупать или приступать к изготовлению индукционного котла, стоит разобраться в том, насколько эффективен этот метод отопления. В специализированных торговых центрах от продавцов-консультантов можно услышать только положительные характеристики систем, работающих по этому принципу. Однако, далеко не всё, что ими будет сказано, на все 100% соответствует действительности. И у этих отопительных агрегатов есть свои, так называемые , «подводные камни» .

Продавцы оперируют целым перечнем тезисов, стараясь увеличить продажи котлов, работающих по индукционному принципу:

• Например, распространено утверждение, что принцип работы данных приборов являются инновационной разработкой.

В реальности, это не соответствует действительности, так как электромагнитная индукция была открыта еще в 1831 году английским физиком-экспериментатором Майклом Фарадеем . Во второй половине ХХ-го века индукционные системы с успехом применялись в металлургической промышленности.

Из этого можно сделать вывод, что данные приборы вряд ли стоит относить к инновационным технологиям. Однако, в этом есть и свой «плюс», так как подобная система уже проверена временем и доказала свою эффективность.

• Следующим важным качеством, на которое делают упор продавцы, является экономичность использования индукционного котла. Обычно утверждается, что данный тип агрегатов потребляют энергии на 25÷30% меньше, чем другие электрические нагреватели. Можно ли с этим согласиться ?

Наверное, все же нет. Любой потребляет электроэнергию соответственно своей мощности, указанной производителем в техническом паспорте. То есть для выработки одного киловатта тепла, в самом идеальном случае (при 100-процентном КПД) прибору необходимо потребить киловатт электроэнергии. Причем , даже при названных параметрах, КПД агрегата может быть меньше, так как многое зависит еще и от конкретных условий эксплуатации котла.

От мощности и эффективности работы нагревательного элемента зависит время нагрева теплоносителя до нужной температуры. Нужно сказать, что часть затраченной энергии, так или иначе, расходуется вхолостую, так как материалы, из которых изготавливаются детали прибора, имеют не нулевое сопротивление. Однако, теплопотери от работы индукционного котла не уходят «в дымоходную трубу», а остаются в помещении, где установлен прибор, в чем часто заключается очевидное их преимущество.

Итак, напрашивается вывод, что сколь-нибудь серьезно сэкономить на электроэнергии при использовании индукционного котла вряд ли получится. Но эффективность их и скорость нагрева – действительно высока.

• Несмотря на указанный в техпаспорте, установленный производителем примерный срок эксплуатации (не путать с гарантийным!), продавцы уверяют, что прослужит индукционный обогревательный котел не менее 25 лет. Необходимо согласиться, что эта информация достоверна, если электронный блок управления выполнен качественно. Блок включает в свою комплектацию полупроводниковые элементы, которые все же могут выйти из строя. Как правило, производители дают десятилетнюю гарантию на комплектующие элементы электронного блока. Однако, достаточно часто они отлично работают в течение 25÷30, а то и больше лет.

На а в самом котле, по большому счету, просто нечему ломаться. Так, первичная обмотка, обычно изготавливаемая из меди, имеет большой запас прочности и прослужит длительный срок, если будет производиться ее надлежащее охлаждение (а это обеспечивается циркуляцией теплоносителя).

Стержень-сердечник или материал внутренних каналов конечно, со временем начнет разрушаться, так как на него будет постоянно оказывать неблагоприятное воздействие агрессивная среда теплоносителя, а также чередование остывания-нагрев. Однако, для того чтобы он полностью стал непригоден для эксплуатации, должен пройти не один десяток лет.

Учитывая конструкцию котла, работающего по индукционной схеме, можно сделать вывод, что он значительно надежнее и долговечнее отопительных приборов, в которых в качестве нагревательных элементов используются ТЭНы .

• Еще одно качество, которое ставят в плюс индукционным отопительным прибором — это бесшумная работа - якобы она выгодно отличает его от других агрегатов отопления. Возникает вопрос, так ли это?

А вот здесь-то, как раз , с точностью «до наоборот». Да, электрические отопительные агрегаты функционируют бесшумно, так как во время их работы не создается акустических колебаний и не используется механических узлов. Однако, именно при функционировании индукционного прибора могут явственно ощущаться низкочастотные колебания, которые могут раздражать людей с обостренным слухом. Это негативное явление сведено к минимуму в котлах вихревого типа , в которых питающее напряжение на первичную катушку предварительно преобразуется в высокочастотное.

Кроме того, если в систему установлен циркуляционный насос невысокого качества, то он тоже может стать источником легкого раздражающего шума. Но это уже касается всех систем отопления, независимо от типа котла. Но современный ассортимент насосов вполне позволяет приобрести совершенно бесшумную модель.

• Компактность котла покупатель может оценить визуально. Можно сказать, что этот агрегат состоит из отрезка трубы определенной длины, который не займет много места, в отличие от других отопительных приборов. Правда, масса у индукционного котла обычно – весьма внушительная, то есть потребуются надёжные кронштейны.

Однако, не стоит забывать, что потребуется место для сопутствующих элементов системы, а также разводки контуров и установки коллекторов, если этого требует схема. Если необходимо обогреть довольно большую площадь дома, то нередко устанавливается несколько индукционных приборов, и для всей такой системы потребуется немало места.

• Утверждение о том, что котлы этого вида полностью безопасны, причем , это качество котлов выражено больше, чем у их ТЭНовых аналогов, неверно. Безопасность эксплуатации у этих двух видов отопительных приборов примерно одинакова, и зависит от правильного подключения и от работоспособности систем заложенной в них защиты от экстремальных ситуаций.

Например, если в индукционном приборе произойдет утечка теплоносителя, а электромагнитное поле не отключится вовремя, и нагрев внутреннего сердечника продолжится, то корпус и крепления могут оплавиться буквально в считаные минуты. Поэтому , приобретая прибор или конструируя его самостоятельно, необходимо обратить внимание на автоматическое отключение агрегата в случае аварийной ситуации.

Как можно видеть из представленной выше информации, у индукционных котлов, так же, как и у других отопительных агрегатов, есть свои недочеты , и они не являются уникальными приборами, позволяющими платить за отопление сущие копейки. Однако, эффективность их не подается сомнению. И еще – благодаря компактным размерам котла, его вполне можно разместить в условиях квартиры, например, в нише, так, что он будет практически незаметен.

Как самостоятельно изготовить индукционный котел ?

Существует немало конструкций индукционных котлов. Некоторые из них сложны для самостоятельного исполнения, другие – попроще. Далее будут рассмотрены относительно доступные варианты, которые можно изготовить в домашних условиях. Однако, чтобы воплотить эти проекты в жизнь, потребуются определенные материалы и инструменты.

Первый вариант – с использованием индукционной варочной панели

Этот вариант отопительного прибора можно назвать экспериментальным. Он подходит для отопления небольшого помещения в 20÷25 м². В отопительный контур, отапливаемый от такого прибора, лучше всего установить или радиаторы, которые быстро прогреваются и отдают тепло в помещение. К тому же объем таких радиаторов невелик, поэтому потребуется небольшое количество теплоносителя, который будет быстро нагреваться в индукционном мини-котле.

Источником переменного электромагнитного поля в данном проекте является индукционная варочная панель, которая, возможно, была заменена на более современную модель, и пока без дела валяется в кладовой.

Для изготовления этой модели отопительного прибора, работающего по индукционному принципу, потребуются следующие материалы:

• Стальная профильная труба 50×25 мм, десять отрезков длиной в 500 мм и два в 300 мм – для изготовления теплообменника котла.
• Стальная профильная труба 50×30 мм, две штуки длиной в 500 мм и один в 700 мм – для изготовления кронштейна.
• Стальная труба диаметром в 20÷25 мм — два отрезка длиной в 120÷150 мм.
• Стальной лист толщиной в 3÷4 мм для изготовления расширительного бачка размером 270×270×100 мм.
• . Их количество будет зависеть от конкретной схемы, которая делается для определенного места размещения котла и его обвязки. Для соединения труб потребуются сопутствующие элементы – муфты, уголки, резьбовые фитинги и т.п . – здесь можно проявить собственное видение обвязки и разводки труб.
• Шаровые краны, которые будут перекрывать движение теплоносителя при необходимости проведения профилактических или ремонтных работ на отопительном оборудовании.

Кроме этих материалов, необходимо подготовить некоторые другие приборы и принадлежности, необходимые для выполнения монтажа и для установки в обвязку котла.

• Циркуляционный насос.
• Индукционная электрическая двухкомфорочная плита – по-другому ее часто называют панелью.

Для выполнения работ потребуется некоторые инструменты и приборы, а также , безусловно, умение с ними работать:

• Прибор для пайки полипропиленовых труб.
• Газовый ключ.
• Электрическая дрель.
• «Болгарка» (шлифмашинка ).

Работы по изготовлению такого нагревательного индукционного котла проводятся в следующем порядке:

Иллюстрация
	Первым шагом, с помощью «болгарки» нарезается профильная стальная труба на отрезки нужной длины. Из них будет изготовлен корпус теплообменника, по которому будет циркулировать теплоноситель. Отрезки складываются рядом на торцевую сторону, получается своеобразная батарея. Их необходимо зафиксировать в прижатом друг к другу положении. Далее, трубы сваривают между собой точечной сваркой. Сначала их прихватывают по краям, а затем по всей линии стыков, через каждые 100 мм. Для быстрейшего остывания и укрепление сварных точек, а также для очистки от сварной гари, получившеюся конструкцию можно пролить струей холодной воды.
	Следующим шагом нужно подровнять края получившейся «батареи» - для этого их подрезают шлифмашинкой. Ровные края необходимы, так как они будут закрываться металлическим П-образным профилем (швеллером), который должен быть идеально ровно установлен на края сваренных вместе квадратных труб.
	П-образный профиль можно приобрести в готовом виде или же изготовить самостоятельно, вырезав одну широкую полосу из профильной трубы. Таких деталей нужно подготовить две штуки. Причем, вырезанные полосы далее будет использованы для закрытия торцевых краев П-образных деталей, а также для конструкции кронштейнов.
	Теперь, получившийся профиль-швеллер необходимо очень аккуратно приварить сплошным швом к краям торцевых сторон «батареи». Пространство, которое будет образовано этой деталью, позволит циркулировать теплоносителю по трубам – получаются два своеобразных коллектора. Здесь необходимо отметить, что вполне можно изготовить теплообменник-батарею в виде змеевика -- это упростит циркуляцию теплоносителя, он будет быстрее прогреваться, что увеличит теплоотдачу.
	Далее, от одной из полос, которые остались после изготовления П-образных профилей, отрезаются четыре вставки-заглушки, по размерам соответствующие отверстиям образованным П-образными профилями, приваренными к торцам батареи. Затем, они привариваются на предназначенное для них место сплошным швом, так как конструкция должна получиться герметичной.
	Теперь, на торцевых сторонах батареи нужно просверлить два отверстия, в которые ввариваются отрезки труб, имеющих с внешней стороны резьбу. Один патрубок должен быть расположен в нижней части одной стороны батареи - он предназначается для входа остывшей воды в отопительный котел (так называемая «обратка»). Второй патрубок вваривается в отверстие, расположенное в верхней части противоположной стороны конструкции. Через него нагретая вода будет поступать в отопительный контур (подача). Кроме них, в центре боковых сторон, также с помощью сварки, фиксируются отрезки профильной трубы длиной в 100 мм.
	Сварочные точки и швы на готовом теплообменнике зачищают с помощью шлифмашинки и придают конструкции аккуратный внешний вид и гладкость. Особенно тщательно нужно обработать заднюю сторону теплообменника, так как к ней должна быть прижата нагревательная поверхность индукционной плиты.
	Далее, готовую сборку необходимо загрунтовать и затем покрыть термостойкой краской предназначенной для металлических элементов системы отопления.
	Следующим шагом из металлических панелей изготавливается расширительный бачок. Его детали свариваются между собой сплошным швом, так как он должен быть герметичен. В нижнюю сторону этой детали системы, врезается патрубок с внешней резьбой, для подключения к контуру отопления. Нужно сказать, что расширительный бачок можно купить и в готовом виде. Его вместимость выбирается в зависимости от того, сколько теплоносителя будет находиться в отопительном контуре – можно исходить из величины 10% объема.
	Далее нужно подготовить раму-кронштейн для установки индукционной панели и закрепления теплообменника. На данной иллюстрации можно видеть, что кронштейн состоит из двух вертикально расположенных профильных труб и нижней полочки. Последняя также может быть изготовлена из профильной трубы, с которой срезается одна узкая и одна широкая сторона. В средней части вертикальных профилей привариваются отрезки профильной трубы. Их месторасположение нужно рассчитать так, чтобы они могли состыковаться с отрезками трубы, закрепленными на торцах теплообменника. Затем все детали скрепляются между собой сваркой, причем нижняя горизонтальная деталь конструкции должна образовать полочку, на которую будет установлена индукционная панель. После этого на кронштейне закрепляется теплообменник с помощью отрезков труб приваренных на его торцах. Однако, между кронштейном и теплообменником должен остаться зазор, в который можно будет установить индукционную панель, так, чтобы она была плотно прижата к теплообменнику своими нагревательными элементами.
	Индукционная панель, предназначенная для приготовления пищи, работает по тому же принципу, что и котел, так как внутри нее расположены катушки, индуцирующие мощное переменное электромагнитное поле. Это поле и станет «инициатором» нагрева стальным профильных труб батареи-теплообменника. Удобство ее использования состоит в том, все электронные и электротехнические модули находятся внутри конструкции, а внешнее покрытие панели делает прибор безопасным. Устанавливая панель в кронштейн за теплообменником, ее прижимают к его поверхности.
	Теперь остается только подвести к котлу трубы, которые соединят его с отопительным контуром. Для этого могут быть использованы полипропиленовые или металлопластиковые трубы, главное, чтобы они были предназначены для горячей воды, имеющей температуру не менее 95 градусов. Как говорилось выше, выход нагретого теплоносителя из установки связывается с трубой доставляющей его в радиаторы, а также с расширительным бачком, который закрепляется на стене под потолком.
	Вся система не будет эффективно работать без циркуляционного водяного насоса, который может быть установлен в любом удобном месте отопительного контура, но в идеале – на трубе «обратки» перед входом в котел – там он в меньшей мере будет подвержен высокотемпературному воздействию. Желательно, чтобы он располагался недалеко от розетки электропитания.
	Осталось заполнить систему водой (теплоносителем), проверить герметичность всех соединительных узлов. Если все в норме, можно запускать котел. На иллюстрации показан пробный пуск, с использованием переноски. В реальных условиях эксплуатации, безусловно, необходимо подвести к котлу отдельную линию питания с соответствующим сечением провода и контуром заземления.

Используя индукционную панель можно изготовить и другой вариант котла, который будет более эффективен, чем выше описанный выше, хотя и менее компактен.

Особенность этого варианта заключается в горизонтальном расположении индукционной панели с установленными непосредственно на нагревательные площадки, находящиеся в ней, теплообменными блоками. Здесь конструкция, по сути, работает так же, как обычная плитка, на которую устанавливают кастрюлю с водой и нагревают до высоких температур. Отличие заключается в том, что емкость («кастрюля») делается из ферромагнитного сплава, то есть активно нагреваются все ее стенки. Эти емкости делаются герметичными, связанными между собой, и нагретая вода не испаряется, а уходит в подключенный к такому котлу отопительный контур.

Второй вариант – с самодельной индукционной катушкой и сварочным инвертором

Второй вариант индукторного нагревателя котла изготавливается на базе высокочастотного сварочного инвертора. Желательно, чтобы аппарат был оснащен плавной регулировкой сварочного тока. Мощность инвертора должна быть прямо пропорциональна мощности, которую должен иметь котел отопления. Самым подходящим вариантом для самодельной конструкции является показатель инвертора в 15 ампер, однако при необходимости можно сделать его и более мощным.

Следует правильно понимать, что подключение водонагревателя производится ни в коем случае не к клеммам сварочных проводов – ничего, кроме короткого замыкания в этом случае не получится. Инвертор придется несколько видоизменить – первичная обмотка создаваемого нагревателя должна подключаться после высокочастотного преобразователя, вместо индукционной катушки самого инвертора. Если самому разобраться с этим сложно, то проконсультируйтесь со специалистом в этой области.

Этот принцип нагрева и используется для нагрева теплоносителя, который проходит через ту самую трубу, помещаемую в электромагнитное поле. Вариант, показанный ниже, можно назвать весьма спорным, но мастер, который опробовал его на практике, убеждает в его работоспособности и эффективности.

Как будет видно, затраты на изготовление – минимальные, так что при желании вполне можно провести эксперимент. Пусть даже мощности не хватит для полноценного отопления – возможно, это будет приемлемое решение для нагрева воды в бытовых целях.

Иллюстрация	Краткое описание выполняемой операции
	Итак, кроме сварочного инверторного аппарата для создания нагревателя потребуется еще ряд деталей. В качестве корпуса, который будет являться частью отопительного контура, а также основой для формирования индукционной катушки и теплообменника, используется отрезок полипропиленовой трубы с толстыми стенками (PN25) длиной в 400÷500 мм, предназначенной для транспортировки горячей воды. Желательно, чтобы внутренний диаметр трубы составлять не менее 50 мм, то есть применяется труба с внешним диаметром 75 мм. Можно взять и поменьше, скажем, с внешним 50 мм, внутренним – 33, но производительность нагревателя, понятно, снизится. Потребуется стальная проволока или металлический прут диаметром в 6÷7 мм - из него нарезаются отрезки длиной в 40÷50 мм. Эти элементы возьмут на себя роль ферримагнитного сердечника-теплообменника. Возможны и иные варианты теплообменников – об этом будет казано ниже.
	Вместо нарезанных отрезков прута, вставляемых в полость трубы, может быть использован один толстый металлический стержень или стальная труба меньшего диаметра, стальной шнек, или другие изделия, обладающие магнитными свойствами и удобные для помещения в трубе ПВХ. Так, практикуют заполнение трубы стальными шариками, крупной стружкой, ненужными гайками и т.п. Если для заполнения трубы используются мелкие металлические элементы, от которых будет нагреваться теплоноситель, то один край трубы необходимо закрыть металлической сеткой. Затем засыпать в нее стальные элементы наполнителя, а затем закрыть сеткой второй ее край.
	Можно использовать металлический шнек с частыми витками или же несколько металлических трубок диаметром в 4÷5 мм, которые будут плотно установлены в полипропиленовый корпус-трубу. Они обеспечат большую площадь прямого теплообмена с циркулирующей водой. Некоторые мастера используют для заполнения «котла» стальную проволоку или даже обычные кухонные мочалки из нержавейки, плотно забивая ими полипропиленовую трубу.
	Приобретая кухонные мочалки для таких целей, их будет необходимое проверить на то, имеют ли они магнитные качества. Для этого, отправляясь за покупкой в магазин, можно взять с собой обычный магнит и приложить его к изделию для очистки посуды. Если такая мочалка будет магнититься, значит, она подходит для заполнения полости индукционного теплообменника. Так как стружка тонкая, она будет очень быстро нагреваться, отдавая тепловую энергию теплоносителю, который будет через нее проходить. Вариант плотного заполнения трубы металлической стружкой можно, пожалуй, назвать самым простым, доступным и эффективным вариантом.
	Когда корпус индукционного теплообменника будет заполнен металлическими изделиями, по его краям привариваются муфты-переходники, приводящие его большой диаметр к диаметру труб отопительного контура. Затем, при необходимости установки прибора в конкретное место, к муфтам через отрезок трубы привариваются уголки-отводы, направляющие течение теплоносителя в нужном направлении. Будет неплохо вварить муфты с гайками-американками - так нагревательный прибор станет съемным, например, для выполнения каких-либо ремонтно-восстановительных или профилактических работ. Конкретная схема распайки этих уголков-отводов или, при необходимости – прямых участков трубы, составляется заранее, исходя из конкретных условий установки отопительного прибора и разводки контура.
	Далее на трубу нужно наклеить текстолитовые палочки или же стержни, которые послужат основой для намотки индукционной катушки. Текстолит выбирается потому, что обладает отменными диэлектрическими качествами и не боится повышенных температур.
	По краям корпуса теплообменника из того же текстолита нужно сделать стойки-компенсаторы для концов проволоки, высотой в 12÷15 мм. Они потребуются для расположения клеммных контактов, через которые котел будет подключаться к инверторному аппарату.
	Катушка наматывается из изолированного провода сечением в 1,5 мм, который применяется для намотки в трансформаторах. Витки укладываются сверху текстолитовых стержней с шагом в 3 мм. Концы кабеля закрепляются на текстолитовых стойках-фиксаторах. Намотка должна состоять из целого отрезка хорошо изолированного кабеля, так как именно по нему будет проходить электрический ток, создающий электромагнитное поле, необходимое для разогрева сердечника-теплообменника.
	Для создания намотки потребуется 10÷10,5 м изолированного кабеля, из которого должно получиться 90 витков. Его длина и размер сечения была определена после просчета параметров катушки, расположенной на "родном" индукторе сварочного аппарата. Для подключения катушки к сварочному аппарату на концы намотанного провода закрепляются клеммы. Соединение нужно хорошо изолировать.

Всю эту конструкцию, в целях безопасности можно поместить в кожух, который послужит внешней изоляцией для прибора. Он должен быть изготовлен из диэлектрического материала , которым может послужить труба большого диаметра из ППР , ПВХ или ПЭ . В защитном кожухе предусматриваются отверстия для выпуска концов кабеля питания, выхода патрубков для врезки в контур отопления или горячего водоснабжения. Например, торцы можно заклеить заглушками, посадив на термостойкий клей и сделав в них или боковых частях кожуха отверстия для патрубков. Здесь, в принципе, широкое поле для фантазии мастера.

Испытание данного прибора можно осуществлять только после установки его в систему отопления и заполнения ее теплоносителем. В противном случае при нагреве полипропиленовая труба корпуса может быстро расплавиться.

На данной иллюстрации показана примерная схема автономного отопительного контура с установленным в нем индукторным котлом. Система состоит из следующих элементов и узлов:

1 - Подключение к электрической сети через преобразователь энергии. В рассмотренной выше конструкции в качестве него используется высокочастотный преобразователь сварочного инвертора.

2 - Сам индукционный водонагреватель.

3 - Элементы «группы безопасности», к которым могут относиться манометр, термометр, предохранительный клапан и автоматический воздухоотводчик .

4 - Шаровые краны, перекрывающие подачу воды на определенном участке контура, а также для подпитки или сливания воды из отопительного контура.

5 - Циркуляционный насос, необходимый для создания необходимого потока теплоносителя.

6 - механический (сетчатый) для очистки теплоносителя. Фильтрация теплоносителя позволяет существенно увеличить срок службы котельного оборудования.

7 - Мембранный расширительный бак, необходимый для компенсации температурного расширения воды или иного теплоносителя.

8 - Радиатор отопления. В системе, работающей от индукционного котла, эффективнее всего будет работать биметаллический или алюминиевый радиатор. Они отличаются небольшими объемами и очень высокой теплоотдачей.

9 - Линия для подпитки системы водой или ее опорожнения для проведения профилактических или ремонтных работ.

В заключение публикации необходимо еще раз подчеркнуть: если нет опыта работы с электротехническими изделиями, подзабылись знания начал физики, нет уверенности в своих навыках в слесарных и сантехнических работах, то за такое дело браться не стоит. Лучше всего будет приобрести индукционный котел в готовом виде или же, на крайний случай, заказать прибор у опытного мастера, который не только его изготовит, но проверит его работоспособность и безопасность в эксплуатации.

Видео: Мастер делится секретами самостоятельного изготовления индукционного котла

Постоянный рост стоимости энергоносителей стал причиной появления . Помимо модернизации уже существующих систем производители предлагают принципиально новые методы нагрева воды. Особый интерес представляет индукционное отопление частного дома котлом своими руками.

Особенности индукционного отопления

Для повышения температуры теплоносителя необходимо обеспечить передачу тепла от энергоносителя воде. В традиционных электрических котлах за это отвечают ТЭНы. Однако они имеют ряд недостатков, которые в первую очередь связаны с повышенным потреблением электричества. Современная индукционная печь отопления работает по другому принципу.

Для того чтобы сделать индукционное отопление своими руками – необходимо досконально изучить специфику его работы. В основе его функционирования заложен принцип электромагнитного индуктора. Его конструкция состоит из двух обмоток, каждая из которых выполняет определенную функцию:

• Первичная . Необходима для преобразования подаваемого на нее электричества в вихревой ток. Это один из шагов для создания индукционного явления;
• Вторичная . Вследствие воздействия электромагнитного поля начинает нагреваться, тем самым передавая полученную тепловую энергию теплоносителю.

На практике для изготовления индукционного отопления частного дома своими руками понадобится внешний контур, который выполняет функцию корпуса. Внутренний сердечник изготавливается из стального стрежня, толщина которого обычно равна 10 мм. Такая конструкция позволяет уменьшить массу, и в то же время повысить эффективность работы. Для заводских моделей показатель КПД может достигать 98%. В то же время даже правильно сделанный индукционный котел отопления своими руками имеет значение этой характеристики порядка 87-90%.

Все индукционные системы отопления не комплектуются циркуляционными насосами, расширительным баком и системой безопасности. Эти компоненты необходимо приобретать отдельно.

Плюсы и минусы индукционных котлов

Действительно ли этот тип теплоснабжения насколько эффективен, как его рекламируют производители? Читая отзывы об индукционном отоплении нельзя сделать однозначный вывод. Многие потребители жалуются на большой расход электроэнергии, некоторые самодельные модели котлов явно опасны в эксплуатации.

До того, как делать индукционный котел отопления своими руками, подбирать для него компоненты и комплектующие – рекомендуется детально ознакомиться с плюсами и минусами этого типа теплоснабжения.

Преимущества:

Но наряду с этим нужно учитывать и отрицательные моменты эксплуатации отопительных котлов этого типа:

• Высокая стоимость заводских моделей. По-настоящему качественные электрические индукционные котлы отопления делаются с применением современных материалов, стоимость которых в большей степени и обуславливают высокую цену. Поэтому самодельные модели значительно уступают по качеству и техническим параметрам заводским;
• Для установки котлов мощностью более 7 кВт потребует обустроить электросеть 380 В. В противном случае нагрузка не позволит работать оборудованию в нормальном режиме;
• В случае отсутствия воды во время работы индукционной печи отопления произойдет перегрев и выход ее из строя. Поэтому в конструкцию должны входить датчики давления, которые соединяются с автоматическим выключателем. При падении давления будет выполнено автоматическое отключение устройства.

Определившись, что все-таки необходимо делать индукционное отопление самостоятельно – можно приступать к выбору оптимальной схемы котла и расчету его параметров.

Индукционный принцип нагрева уже не один десяток лет применяется в сталелитейной промышленности для нагрева металла. Именно из этой отрасли и пришли индукционные отопительные котлы.

Самодельный индукционный котел

Для изготовления индукционного отопление частного дома своими руками сначала необходимо сделать корпус. Для этого следует использовать жаропрочную сталь. В качестве внутреннего стержня обычно применяют стальную трубу, на которую устанавливают обмотку из медной проволоки.

Для уменьшения тепловых потерь наружные стенки утепляют базальтовой ватой. Таким образом возможен монтаж индукционных котлов для отопления частного дома в хозяйственных помещениях.

После установки внутреннего контура необходимо выполнить следующую работу:

1. Вывести контактные провода через специальные отверстия на внешней конструкции.
2. Тщательно заизолировать кабели в области их прохождения через наружный кожух.
3. Подключить котел к системе управления. Лучше всего приобрести заводскую модель этого компонента, так как в ней предусмотрены защитные и регулирующие элементы.

Перед первым запуском индукционного котла отопления сделанного своими руками, нужно проверить герметичность всей конструкции. Для этого следует герметизировать один из патрубков, а во второй с помощью насоса подать воду. После заполнения внутреннего пространства следует увеличить давление до максимального расчетного. Обычно этот показатель равен 15-20 атм.

На практике по-настоящему надежные и эффективные котлы для индукционного нагрева воды в отоплении нельзя сделать самостоятельно. Исключения составляют только небольшие конструкции, которые скорее выполняют функцию горячего водоснабжения, чем отопления.

Это связано со сложностью соблюдения всех технологических норм изготовления. Нередко в отзывах о самодельных индукционных котлах отопления можно столкнуться с попытками сделать их самостоятельно. Но после серии испытаний выбор останавливают на заводских моделях этого отопительного оборудования.

В случае неправильно сделанной обмотки возможно возникновение межвиткового электрического пробоя. Это приведет к короткому замыканию и выходу из строя оборудования. Поэтому котлы обязательно должны комплектоваться УЗО.

Правила организации индукционного отопления

Так как электрокотлы индукционные для отопления отличаются от обычных, то и требования к их эксплуатации также другие. Прежде всего, нужно знать, что установка этого типа оборудования возможна только в закрытых системах теплоснабжения. Для улучшения циркуляции теплоносителя можно установить насос.

Для того чтобы отопление из индукционной плиты было безопасным – необходимо адаптировать существующую проводку. Для этого следует посчитать мощность электрических приборов в доме, включая котел, и к полученной цифре прибавить запас 20%. Технические характеристики электрического кабеля должны быть не меньше полученной цифры.

Подключение индукционной печи теплоснабжения к электросети следует делать через отдельный кабель. Он должен соединяться непосредственно с центральным распределительным щитком. Подсоединение к этой силовой линии других приборов запрещено.

Для повышения эффективности и безопасности индукционного отопления, сделанного своими руками, потребуется установка следующих компонентов:

• Расширительный бак . Необходим для компенсации давления в случае его превышения из-за перегрева теплоносителя. Температура внутри индукционного котла для отопления дома может достигать +110°С;
• Датчик давления и температуры . Они подключаются к центральному блоку управления;
• Циркуляционный насос . Его установка не обязательна, но желательна. Естественного теплового расширения воды может быть недостаточно для создания нормальной скорости движения;
• Группа безопасности – воздухоотводчик и водной спускной клапан.

Часто в отзывах об индукционном отоплении можно встретить жалобы на деформацию пластиковых труб из-за чрезмерного перегрева воды. Во избежание этого все технические и эксплуатационные характеристики отопительной системы должны соответствовать предварительным расчетным.

Во избежание охлаждения воды при отключении электричества рекомендуется установить аварийный генератор. Это особо актуально для индукционных систем отопления частного дома.

Обзор производителей индукционных котлов

Но что делать, если требуются индукционные электрокотлы для отопления заводского производства? Увы, но в настоящее время на рынке не так много производителей, продукция которых отвечает мировым стандартам.

При комплектации индукционного отопления, которое делается своими руками, рекомендуется проанализировать текущие предложения на рынке. При этом необходимо не только ознакомиться с отзывами об индукционных отопительных котлах, но и проверить их соответствие текущим нормам. Сделать последнее будет непросто, так как в настоящее время нет ГОСТов и СНиПОв, регламентирующих производственный процесс их изготовления. Максимум, с чем можно свериться – с внутренними техническими условиями производителя.

Но как в таком случае укомплектовать индукционное отопление частного дома надежным оборудованием? Для решения этого вопроса предлагаем обзор производителей котлов для индукционных отопительных систем.

Гейзер

Одна из самых больших и надежных компаний по производству оборудования для электрического теплоснабжения. В настоящее время потребитель может выбрать индукционный котел отопления мощностью от 4,5 до 250 кВт. Примечательно, что конструкция имеет класс электробезопасности «2», что не требует организации дополнительного контура заземления.

В моделях серии «Е» есть накопительная емкость, что позволяет делать индукционный нагрев теплоносителя для отопления более экономичным.

Эдисон

Компания специализируется на выпуске больших отопительных систем, предназначенных для теплоснабжения общественных и производственных здании. В поставляемый комплекс оборудования входят все необходимые компоненты. В ассортименте есть модели, рассчитанные для отопления от индукционной плиты небольшой мощности. Но их количество крайне мало.

Миратрон

Особенностью электрических отопительных котлов индукционного типа от этой компании является модульная компоновка. Это дает возможность в любое время увеличить мощность системы теплоснабжения без полной замены оборудования. В ассортименте есть котлы от 4,5 до 30 кВт.

Перед приобретением электрокотла для индукционного отопления рекомендуется ознакомиться с его техническим паспортом. В нем должны быть указаны условия эксплуатации оборудования.

Приняв решение обогревать свой дом с помощью электроэнергии либо установить дополнительный электрический источник тепла, домовладельцы задаются вопросом, - отопитель какого типа задействовать? Здесь выбор невелик, на рынке предлагаются электрические теплогенераторы трех типов: ТЭНовые, электродные и вихревые (индукционные). Последние представляют наибольший интерес, поскольку декларируются производителями в качестве нового и самого экономичного оборудования. Появились индукционные котлы сравнительно недавно, поэтому стоит изучить их подробнее.

Устройство вихревого индукционного котла

В действительности данное техническое решение далеко не ново, явление электромагнитной индукции, за счет которой функционируют электрические индукционные котлы отопления, открыто М. Фарадеем в далеком 1831 году. Просто благодаря современным материалам и технологиям явление взято за основу и реализовано в водогрейных установках относительно недавно.

Нагревание воды происходит за счет вихревых токов (токи Фуко), появляющихся в сердечнике катушки. Образуются они под воздействием переменного электрического поля, создаваемого витками катушки переменным током частотой 50 Гц. Сердечник выполнен в форме трубы, через нее и протекает теплоноситель при нагреве. По сути, аппарат представляет собой индукционный преобразователь электрической энергии в тепловую с эффективностью порядка 98%. Диаметр провода, из которого выполнена катушка, количество витков и размеры сердечника рассчитаны таким образом, чтобы нагревать воду до максимальной температуры 95 ºС и при этом не допустить перегрева обмотки.

Водонагреватели типа «ВИН»

Сердце агрегата – это катушка, состоящая из большого количества витков изолированного провода, и помещенная вертикально в цилиндрический корпус в виде сосуда. Внутрь катушки введен стержень из металла. Корпус сверху и снизу герметично закрыт приваренными крышками, наружу выведены клеммы для присоединения к электрической сети. Внутрь сосуда через нижний патрубок поступает холодный теплоноситель, которым заполняется все пространство внутри корпуса. Нагретая до необходимой температуры вода уходит в систему отопления через верхний патрубок.

В силу своей конструкции при подключении к сети теплогенератор постоянно работает на полную мощность, так как снабжать отопительную установку дополнительными устройствами регулировки напряжения нерационально. Гораздо проще использовать циклический подогрев и задействовать автоматику отключения / включения с датчиком температуры воды. Нужно только выставить необходимую температуру на дисплее выносного электронного блока и он будет производить нагрев теплоносителя до этой температуры, отключая водогрейный индукционный элемент при ее достижении. По истечении времени и остывании воды на несколько градусов автоматика снова включит нагрев, этот цикл будет повторяться постоянно.

Поскольку обмотка теплогенератора предусматривает однофазное подключение с напряжением питания 220 В, отопительные агрегаты индукционного типа не производятся с большой мощностью. Причина – слишком большая сила тока в цепи (свыше 50 ампер), под нее потребуется прокладка кабелей большого сечения, что само по себе очень дорого. Чтобы нарастить мощность, достаточно заключить три водогрейных установки в каскад и применить трехфазное присоединение с напряжением питания 380 В. К каждому аппарату каскада подключить отдельную фазу, на фото показан подобный пример работы индукционного отопления.

Конструктивные особенности нагревателей типа «Сибтехномаш»
Используя тот же эффект электромагнитной индукции, другое предприятие разрабатывает и производит водогрейные аппараты несколько иной конструкции, заслуживающей внимания. Дело в том, что электрическое поле, создаваемое многовитковой катушкой, имеет пространственную форму и распространяется от нее во все стороны. Если в агрегатах «ВИН» теплоноситель проходит внутри катушки, то устройство индукционного котла «Сибтехномаш» предусматривает спиралевидный теплообменник, находящийся снаружи обмотки, как показано на рисунке.

Обмотка создает вокруг себя переменное электрическое поле, вихревые токи нагревают витки трубы теплообменника, в которых движется вода. Катушки со змеевиками собраны в каскад по 3 штуки и прикреплены к общей раме. Подключение каждой из них осуществляется к отдельной фазе, напряжение питания — 380 В. Конструкция «Сибтехномаш» имеет несколько преимуществ:

• индукционные нагреватели имеют раздельную разборную конструкцию;
• в зоне действия электрического поля находится увеличенная площадь греющей поверхности и большее количество воды за счет спиральной схемы, что повышает скорость нагрева;
• трубопроводы теплообменника доступны для промывки и обслуживания.

Невзирая на отличия в конструкции теплогенератора, эффективность его работы составляет 98%, как и в нагревателях типа «ВИН», это значение КПД декларирует сам производитель. Долговечность агрегатов в том и другом случае определяется работоспособностью катушек, а точнее, сроком службы обмотки и электроизоляции, этот показатель заводы – изготовители устанавливают в пределах 30 лет.

Преимущества и недостатки

Реальные достоинства, которыми обладают индукционные котлы для отопления дома или производственного здания, заключаются в следующем:

1. Высокая, как и у всех водогрейных установок, эффективность работы, находящаяся в пределах 97-98%.
2. Долговечность, обусловленная отсутствием движущихся частей и простотой конструкции.
3. Малые габариты, позволяющие поместить отопительное оборудование в помещение любых размеров.
4. Высокая скорость нагрева теплоносителя и отсутствие инерции при его отключении.
5. Комфорт при эксплуатации, индукционный электрокотел не требует к себе постоянного внимания хозяина дома, а частота его обслуживания целиком зависит от качества применяемой в системе воды.

Вихревые нагреватели поставляются с комплектами автоматики управления, что дает возможность связать теплогенераторы с другими климатическими системами дома.

Нагреватель в разрезе

Есть у данного оборудования и недостатки. Главный из них – высокая стоимость, особенно у теплогенераторов типа «Сибтехномаш». Если использовать эти агрегаты для промышленных целей вполне приемлемо, то индукционное отопление частного дома может оказаться неоправданно дорогим.

Опыт практического использования вихревых нагревателей домовладельцами и обслуживающим персоналом сервисных компаний пока что не слишком обширен, но на данный момент существенных нареканий на оборудование нет.

Мифы об индукционных котлах

Один из самых популярных мифов создают торговые представители, продающие индукционные электрические котлы. Суть в том, что эти котлы якобы на 20-30% эффективнее прочих нагревательных электроустановок, особенно ТЭНовых. Данная информация не соответствует действительности, поскольку все теплогенераторы, преобразующие электроэнергию в тепло, работают с эффективностью не ниже 96% в соответствии с физическим законом сохранения энергии. Неоспоримым является лишь факт, что ТЭНы разогревают теплоноситель несколько дольше по причине своей многослойной структуры. Вольфрамовая спираль прогревает сначала кварцевый песок, потом материал трубки, а потом уже воду. При этом энергия никуда не теряется, а КПД ТЭНового агрегата составляет 98%, как и вихревого.

Пример системы отопления

Другой миф гласит о том, что индукционный электрический котел совсем не требует обслуживания, поскольку переменное магнитное поле не дает отложениям оседать на греющих элементах. Этот вопрос зависит от качества воды и накипь на сердечнике катушки появляется точно так же, как и в ТЭНовых нагревателях, если теплоноситель не обессолен. Поэтому хотя бы 1 раз в 2 года сам теплогенератор и система отопления должны проходить процедуру промывки.

Вопреки заверениям продавцов, водонагреватель нельзя ставить в любом помещении. Причины две: опасность поражения током и наличие электромагнитного поля вокруг аппарата. Его лучше поместить в техническом помещении с ограниченным доступом (котельной).

Заключение

Отопительные установки, использующие для нагрева вихревые токи, действительно обладают многими достоинствами, особенно среди них привлекают скорость нагрева, компактность и долговечность. Насколько эти преимущества оправдывают высокую стоимость изделия – решать придется каждому домовладельцу в индивидуальном порядке.