Схема управления индукционной плиткой в системе отопления. Изготовление и монтаж индукционного котла отопления своими руками. Собираем простейший индукционный котел

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

Циркуляционный насос
Радиаторы отопления
Индукционный котел
Мембранный бак
Пульт управления
Шаровый кран
Датчик температуры
Датчик аварийного выключения
Заземление
Газовый котел, ТЭН, дрова, уголь
Группа безопасности
Датчик потоков

Индукционный котёл отопления, сделанный своими руками - выгодный вариант, который поможет экономно отопить частный дом, квартиру либо нежилое здание.

Подобные аппараты имеют высокую производительность и несложный тип конструкции. Принцип действия данной системы основан на индукционной электроэнергии.

Преимуществами нагревательного прибора являются элементы, входящие в состав, которые способны выдержать большие нагрузки. Риски скорых поломок котла отопления минимальны . А также в проекте рассматриваемого аппарата отсутствуют разъёмные соединения, что гарантирует отсутствие протечек. Отопительный котёл, сделанный своими руками, функционирует бесшумно, что даёт возможность установить его в удобном месте.

Устройство индукционного котла для отопления частного дома

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

Индукционные агрегаты способны быстро увеличить температуру теплоносителя в отличие от ТЭНов. Важной частью устройства является трансформатор (индуктор), который состоит из двух видов обмотки.

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

Индуктор

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

Инвертор

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

Нагревательный элемент

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

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

Патрубки

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

Справка. Принцип расчёта индуктора зависит от необходимой мощности котла для обогрева помещения. Формула расчёта: 1 кВт на 10 квадратных метров площади помещения, при высоте потолков, не превышающих трёх метров. Например, помещение общей площадью 160 м 2 отопит индукционный котёл с мощностью 16 кВт.

Механизм действия отопления из индукционной плитки

Конструкция котла основана на электрических индукторах, в состав которых входят 2 обмотки короткозамкнутые . Внутренняя обмотка преобразует поступающую электроэнергию в вихревые токи. Внутри агрегата возникает электрическое поле, поступающее после на второй виток.

Вторичный элемент функционирует как нагревательное звено агрегата отопления и корпуса котла.

Передаёт образовавшуюся энергию на теплоноситель отопительной системы. В роли теплоносителей, предназначенных для подобных котлов, применяют специальное масло, очищенную воду или незамерзающую жидкость.

На внутреннюю обмотку нагревателя воздействует электроэнергия, которая способствует появлению напряжения и образования вихревых токов. Полученная энергия передаётся вторичной обмотке, после чего нагревается сердечник. Когда произошёл нагрев всей поверхности теплоносителя, он передаст поток тепла радиаторам.

Как самому сделать прибор

Индукционный котёл можно изготовить своими руками, главное следовать изложенной ниже инструкции.

Вам также будет интересно:

Необходимые инструменты и материалы

Кусачки, плоскогубцы.
Циркуляционный насос.
Инвертор сварочный.
Шаровые краны и переходники потребуются при монтаже агрегата к системе обогрева.
Медная, стальная или нержавеющая проволока. Лучше приобрести новые материалы, так как обмотку со старых катушек лучше не применять. Сечение провода, которое подходит для обмотки патрубка — 0.2 мм, 0.8 мм, 3 мм.
Отрезок пластиковой трубы — корпус конструкции.

Порядок выполнения работ

Для сборки простого индукционного котла не понадобится применять сложные инструменты и дорогостоящие материалы.

Все что понадобится — сварочный аппарат инвертированного типа. Основные и пошаговые этапы изготовления:

Стальную либо нержавеющую проволоку нарезать при помощи кусачек на отрезки от 5 до 7 см.
Пластиковая труба для сборки корпуса аппарата с диаметром 5 см. Трубу следует плотно заполнить нарезанными кусками проволоки и уложить её так, чтобы внутри не было пустого места.
На торцевых частях трубы крепится мелкочастотная металлическая сетка.
Короткие отрезки труб крепятся в нижней и верхней части основной трубы.
Трубу плотно обмотать медной проволокой, количество витков не меньше 90. Между витками следует соблюдать одинаковое расстояние.

Важно! Все открытые участки медной проволоки следует изолировать специальными материалами, которые имеют хорошую электро- и теплопроводность. Индукционный котёл требует обязательного заземления.

К корпусной части нагревателя подключаются специальные переходники, предназначенные для врезки в отопительные или водопроводные конструкции.
Устанавливается циркулярный насос.
К готовой катушке подключается инвертирующий элемент на 18—25 А.
Отопительная система готова к заполнению теплоносителем.

Внимание! Не запускайте котёл отопления, если в конструкции отсутствует теплоноситель. В противоположном случае пластиковый материал корпуса начнёт плавиться.

В итоге получается недорогой, несложный агрегат, который будет эффективно обогревать обслуживаемое помещение.

Для установки индукционной системы подойдёт отопительная конструкция закрытого типа с насосом , который будет создавать циркуляцию воды в трубопроводе.

Трубы, выполненные из пластика, также подойдут для монтажных работ при подключении самодельного отопительного устройства.

При установке обязательно требуется соблюдать расстояние до предметов, которые находятся вблизи. По правилам безопасности от отопительного агрегата до других предметов и стен должно быть около 30 см и больше , от пола и потолка 80 см и больше . Рекомендуется у выводного патрубка установить прибор для измерения давления жидкости в замкнутом пространстве и ручной воздухоотводчик.

Как подключить котел своими руками, схема

Источник постоянного тока 220 V.
Индукционный котёл.
Группа элементов безопасности (прибор для измерения давления жидкости, воздухоотводчик ).
Шар-кран.
Циркуляционный насос.
Фильтр сетчатый.
Бак мембранный для водоснабжения.
Радиатор.
Указатель линии наполнения и слива отопительной системы.

Ощутимую конкуренцию газовым и ТЭНовым отопительным приборам создают индукционные котлы отопления. На рынке они позиционируются как одни из самых экономичных. Начали их использовать еще в восьмидесятые годы в промышленных целях. Бытовые модели впервые были представлены в середине 90-х, а за более чем тридцатилетнюю историю они претерпели множество изменений.

Первое знакомство

Индукционный котел в работе

Само название говорит о том, что в основу работы котла заложен принцип электромагнитной индукции. Чтобы понять суть процесса, достаточно через катушку из толстой проволоки пропустить большой ток. Вокруг устройства обязательно возникнет сильное электромагнитное поле. И если поместить в него любой ферромагнетик (металл, который притягивается), то он довольно быстро нагреется.

Самый простой пример индукционного источника тепла - катушка, намотанная на трубу из диэлектрика. Нужно только внутрь поместить стальной сердечник. Подключенная к источнику электричества катушка будет греть металлический стержень. Теперь осталось подсоединить устройство к магистрали, по которой циркулирует теплоноситель, и примитивный индукционный котел начнет генерировать тепло.

Весь принцип работы можно описать несколькими предложениями. Электрическая энергия генерирует электромагнитное поле. Под действием электромагнитных волн нагревается металлический сердечник. Избыточное тепло от стержня передается теплоносителю (этиленгликоль, масло или вода).

Интенсивный нагрев жидкости порождает конвекционные потоки. Горячий теплоноситель стремится вверх, и его силы достаточно для работы небольшого контура. В магистралях большой протяженности необходимо устанавливать циркуляционный насос.

Правда и мифы

В специализированных магазинах нередко можно услышать удивительные характеристики, которые приписывают данному отопительному оборудованию. К сожалению, не все они соответствуют действительности. Ради увеличения продаж менеджеры отделов иногда лукавят. Самое время рассмотреть основные тезисы, которыми они оперируют.

Новизна

Утверждение: передовая инновационная разработка на основе физических принципов.

Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции в 1831 году.
В промышленности со второй половины ХХ века индукционные печи успешно использовались для плавления стали.

Никаких новшеств, а тем более новаторских технологий с той поры не реализовано. Это хорошо известный принцип, который нашел свое новое применение и помог производителям занять доселе свободную нишу.

Экономичность

Вихревые индукционные нагреватели

Утверждение: индукционные котлы используют на 20-30% меньше энергии, чем другие электрические аналоги.

Любой нагревательный прибор 100% используемой энергии превращает в тепловую - при условии, что он не выполняет механической работы. Коэффициент полезного действия может быть и меньше. Все зависит от рассеивания тепла вокруг прибора отопления.
Время достижения необходимой температуры теплоносителя напрямую зависит от эффективности работы нагревательного элемента. Всякие высказывания о том, что индукционные модели потребляют меньше электричества, являются не чем иным, как уловками. Закон сохранения энергии незыблем. Для получения одного киловатта тепла необходимо истратить не меньше 1 кВт электричества.
Часть тепла неизбежно будет расходоваться вхолостую. К примеру, греется сама катушка, поскольку сопротивление проводника не нулевое. Впрочем, потери в любом случае остаются в доме, а не улетают через дымоходные каналы.

Выводы вполне очевидны - делающий подобные заявления менеджер занимается откровенным надувательством, или сам введен в заблуждение.

Долговечность

Утверждение: оборудование безотказно работает не меньше четверти века. Его надежность несопоставима с иными электрическими аналогами.

Механический износ котлов данного типа невозможен в принципе, поскольку на них нет подвижных деталей.
Медная обмотка имеет приличный запас прочности. При условии надлежащего охлаждения она может прослужить неограниченно долго. Пробои изоляции для нее тоже не страшны. Дело в том, что витки наматываются не впритык, а через небольшие промежутки.
Сердечник будет постепенно разрушаться в любом случае. На него могут воздействовать агрессивные примеси, не придает прочности и постоянный цикл «нагревание-остывание». Однако данный процесс настолько растянут во времени, что до его завершения может пройти не один десяток лет.
Схема управления включает несколько транзисторов. Вот они-то и определяют срок безотказной работы всего оборудования. Производители комплектующих, как правило, декларируют десятилетнюю гарантию. Впрочем, нередки случаи, когда они беспроблемно отрабатывали 30 и больше лет - все зависит от технологического процесса.

Таким образом, индукционные котлы в любом случае будут работать намного дольше ТЭНовых аналогов. Нагревательные элементы последних могут потребовать замены уже через несколько лет.

Незаменимость характеристик

Котлы индукционные нового поколения

Утверждение: приборы с традиционными нагревательными элементами теряют в мощности через образование накипи. Здесь этот процесс отсутствует, и технические параметры не меняются десятилетиями.

Влияние накипи несколько преувеличено. Во-первых, сам по себе слой извести не характеризуется высокими теплоизолирующими качествами. Во-вторых, в замкнутом водовороте образование большого количества известковых отложений маловероятно.
Относительно сердечника индукционного котла содержание тезиса справедливо. На нем невозможно образование накипи даже при условии, что теплоноситель перенасыщен известковыми включениями.

Отложения попросту не могут удержаться на поверхности, которая постоянно вибрирует под воздействием электромагнитного поля. К тому же на сердечнике регулярно образуются пузырьки воды, которые разрушают всякую накипь. Очевидно, что данное утверждение правдиво в отношении индукционных котлов, но не справедливо для других электрических нагревательных приборов.

Бесшумность

Утверждение: при работе индукционного оборудования абсолютно отсутствует шум. Этим он выгодно отличается от других электрических аналогов.

Вихревой индукционный котел

Любой электрический бойлер не шумит при нагреве воды, потому что попросту отсутствуют акустические колебания.
Шум могут создавать только циркуляционные насосы. Впрочем, если работа системы отопления основана на использовании конвекционных потоков, то и этот шум будет исключен.
Если же гидравлическое сопротивление вынуждает прибегнуть к принудительной циркуляции, то на рынке сегодня существует множество бесшумных насосов для отопительных систем. Так что заявления продавцов в этом случае вполне справедливы.

Компактность

Утверждение: размеры индукционных котлов невелики, что позволяет устанавливать их в любом помещении.

Реалии: на самом деле так оно и есть. Устройства представляют собой отрезок трубы, не требующий отдельного места. Тезис ничуть не искажает действительность.

Безопасность

Утверждение: котел абсолютно безопасен.

Реалии: в случае утечки теплоносителя электромагнитное поле автоматически не исчезнет. Нагрев сердечника будет продолжаться, и если не прекратить электроснабжение, то крепление и корпус оплавятся через несколько секунд.

Поэтому при монтаже необходимо предусмотреть автоматическое отключение котла в такой ситуации. Так что безопасность котла находится на таком же уровне, как и в ТЭНовом оборудовании.

Электрические индукционные котлы отопления позиционируются как очень экономичные средства обогрева жилья. В этой статье мы попытаемся трезво оценить эти устройства: расход электричества, удобство использования и прочие особенности решения.

На фото — герой нашей статьи.

Что это такое

Индукционный отопительный котел, как вполне логично следует из названия, использует принцип электромагнитной индукции. Если намотать из толстой проволоки катушку и пропустить через нее достаточно большой ток — в ней и, отчасти, вокруг нее возникнет электромагнитное поле .

Если поместить в катушку сердечник из любого ферромагнетика (говоря попросту — металла, к которому липнет магнит) — в нем возникнут вихревые токи, которые неизбежно заставят частицы металла двигаться быстрее. Нагреют.

А теперь давайте намотаем катушку на трубу из диэлектрика, а внутри любым способом закрепим стальной сердечник. Осталось вставить получившуюся конструкцию в контур отопления — вот, собственно, и готов, сделанный своими руками индукционный электрический котел отопления.

Принцип работы прост и понятен:

Потребляемая электроэнергия преобразуется в электромагнитное поле.
Его энергия тратится на нагрев сердечника.
Сердечник отдает избыточное тепло теплоносителю — воде, маслу или этиленгликолю.
Быстрый и сильный нагрев воды или другой жидкости в определенной области порождает в ней конвекционные потоки. Нагревшийся теплоноситель расширяется и стремится вверх. Создающийся перепад достаточен для работы контура умеренной протяженности; если нужно ускорить циркуляцию теплоносителя — используется обычный .

Обратите внимание: конструкция позиционируется как инновационное сверхэкономичное решение, позволяющее расходовать на 20-30 процентов меньше электроэнергии.

Мифы и реальность

Любой продавец заинтересован в продаже своего товара и ради того, чтобы его покупали, вполне способен исказить факты. Давайте проанализируем все основные тезисы, упоминающиеся в рекламе этого типа нагревательных устройств.