Индукционный обогреватель для дома

Обзор индукционного котла для отопления частного дома

В современности, обогрев дома при помощи индукционного котла завоевывает всё большую популярность среди потребителей. В первую очередь благодаря высокому коэффициенту полезного действия, и соответственно значительно меньшему потреблению электроэнергии, нежели другие котлы.

Некоторые пользователи индукционных устройств предпочитают изготавливать их своими руками, а не приобретать в магазине. Большинство потребителей познакомились с индукционной технологией используя одноименные плиты.

Индукционный котел работает по принципу электромагнитной индукции, что делает его новатором в использовании такой энергии в среде силовой бытовой техники. Кроме того, отсутствие необходимости в топливе, кроме электроэнергии, делает его практически независимым от внешних ресурсов. Отзывы пользователей котлов красноречиво говорят, что газообразное, жидкое и твердое топливо доступно далеко не во всех регионах страны.

1 Характеристики индукционного котла

Уровень коэффициента полезного действия может достигать 99% и стабильно поддерживается на протяжении всей эксплуатации. Индукционный котел работает на частоте 50 Гц, допуская лишь незначительные помехи в сети. Итоговая мощность составляет от 2,5 до 500 кВт. Котел оснащен защитой от накипи, а отсутствие разъемных соединений нивелирует вероятность их ржавения и значительно уменьшает шанс течи.

Так как в агрегате не наличествуют движущиеся механические элементы, сам котел не подвержен физическому износу от движения механизмов. Индукционный индивидуальный обогрев используется в совокупности с такими теплоносителями как вода, антифриз и масло.

Использование таких тех.жидкостей не требует специальных знаний и умений и потому установить котел своими руками может даже неискушенный. Также, индукционный нагреватель можно совместить с другими системами отопления.

Индукционный котел в действующей системе отопления

Автономность устройства устраняет необходимость в регулярных профилактических работах в период простоя, а для установки и обслуживания не требуется привлечение специалистов.

Термин эксплуатации агрегата может длиться более 30 лет. Оборудование имеет высокую пожаробезопасность, за счет того, что нагреватель и индуктор не соединены между собой электрической цепью. Нагреватель, работающий в системах отопления, может иметь граничную температуру на 30 градусов превышающую максимальную температуру теплоносителя.

Индукционное отопление можно применять для следующих целей:

• использование в системе горячего водоснабжения;
• применение в системах комбинированного отопления;
• обогрев жилого дома, административных и промышленных сооружений;
• сохранение источников теплоснабжения;
• обогрев конструкций, которые имеют специальные предписания по безопасности и экологии.

1.1 Устройство котла

Электрический нагреватель индукционного типа не требует коренных изменений в системе отопления частного дома. Схема простейшего аппарата предполагает наличие элементов электрического индуктора, а именно двух видов обмоток: первичной и вторичной, которые еще называют контурами.

Конструкция индукционного котла

Основное назначение первичной обмотки – это преобразование обычной электрической энергии в ток вихревого типа. В результате создается магнитное поле, что передается на вторичный контур. Вторичная обмотка – по сути нагреватель, так как выполняет основную функцию котла – нагревать жидкий теплоноситель, который циркулирует внутри отопительной системы. Схема корпуса котла имеет следующие элементы:

Корпус котла можно считать индикатором возможной подделки или просто самодельного агрегата. Промышленные и самодельные варианты имеют разные виды обмоток. На производстве выпускают котлы с цилиндрической обмоткой, тогда как умельцы предпочитают тороидальную.

Изготавливается обмотка неизменно из медной проволоки и обматывается вокруг ферромагнитного корпуса, который должен иметь достаточно толстые стенки: не менее 1 сантиметра. Такая схема конструкции не только уменьшает вес оборудования и его размеры, но и существенно увеличивает КПД, делая электрический индукционный котел столь привлекательным для потребителя.

1.2 Принцип работы

После того, как разобрались с устройством, следует подробно рассмотреть как индукционный котел выполняет обогрев частного дома. Работа котла осуществляется по принципу индукционной плиты, за счет использования индуктивной катушки, которая инициирует создание переменного магнитного поля.

Схема работы индукционного котла

Система металлических трубок, представляющих собой своеобразный лабиринт, практически без потерь передает тепло от перемагниченного нагревателя непосредственно к жидкому теплоносителю.

Обогрев дома происходит вследствие изменения в устройстве силы магнитного поля, на которое, в свою очередь, влияет сила тока. Магнитное поле замыкается внутри слоев обмотки и его напряженность напрямую зависит от того количества витков, которым обмотка охватывает катушку.

Как только внутрь катушки помещается металлический предмет (в нашем случае – сердечник) – внутри катушки появляются вихревые токи, которые еще называют токи Фуко. Они воздействуют на электрическое сопротивление металла, вследствие чего происходит нагрев поверхности системы трубок.

Эффект нагрева может изменяться в зависимости от величины напряженности магнитного поля, а также зависит от типа катушки и свойств материала, из которого она изготовлена.

Теплоноситель (наиболее часто используется вода) поступает в патрубок, что размещен в нижней части котла, и поднимается по зазору между стенками котла и его внешней трубой, нагреваясь при этом процессе. Оттуда вода попадает в сердечник, а уже через него – непосредственно в отопительные устройства, что обеспечивают обогрев дома.

2 Достоинства и недостатки

Индукционный нагреватель имеет массу достоинств и положительные отзывы перед остальными типами котлов, позволяющие производить обогрев дома практически без потерь тепла.

Модель системы отопления с индукционным котлом

Вот лишь немногие из них:

• возможность работы от сетей разного типа тока, как переменного, так и постоянного, используя низкое напряжение;
• нагреватель имеет долгий срок службы, элементы, нуждающиеся в регулярной замене – отсутствуют;


• использует несложную технологию, подобную той, по которой работают индукционные плиты;
• котел представляет собой монолитное и герметичное устройство, что существенно уменьшает возможность протечки;
• конструкция и технология работы гарантирует отсутствие накипи;
• имеет второй класс электро- и пожаробезопасности, кроме того в конструкции не предусмотрен дымоход, что уменьшает габариты изделия;
• отзывы подтверждают: в большинстве случаев, на сердечник дается гарантия на 25 лет от производителя;
• не только вода, как теплоноситель. Вместо неё с не меньшим успехом могут быть использованы: масло, антифриз. При этом мягкие требования, применяемые к теплоносителям, позволяют отбирать сырье даже низкого качества;
• отзывы экспертов положительно характеризуют автоматическую систему управления котлами, которая экономно расходует электроэнергию на эксплуатацию, что бесспорно приоритетно для среднестатистического потребителя;
• монтаж можно с легкостью выполнить дома своими руками.

Но никуда и без недостатков:

• устройство, невзирая на все ухищрения для уменьшения массы, остается всё-таки довольно тяжелым. При d=12 сантиметров, а h=45 сантиметров, масса котла может достигать 23 килограмм;
• качество определяет цену – сегодня это один из самых дорогих видов котлов;
• такой агрегат можно установить лишь в закрытую систему отопления.

Индукционный агрегат один из самых дорогих видов котлов

2.1 Изготовление индукционного котла своими руками

Есть много вариантов, положительные отзывы, простых и сложных конфигураций, как изготовить индукционный котел своими руками. Мы остановимся на простейшем из них, доступном каждому. Для этого используют обрезок пластиковой трубы диаметром в 5 миллиметров.

1. Сперва, трубу нужно заполнить нарезанной проволокой из нержавеющей стали d=7 миллиметров, кусочками примерно по 5 миллиметров длиной.
2. Эти обрезки следует засыпать в трубу доверху, с легкой утрамбовкой.
3. По обе стороны трубы своими руками устанавливается сетка, для того, чтобы кусочки проволоки не выскочили из трубы при работе аппарата.
4. Затем, поверх пластиковой трубы необходимо намотать спиралью эмалированную проволоку из меди. Это действие следует выполнить равномерно по всей длине трубы.
5. Осталось лишь подключить ваш котел, изготовленный своими руками, в систему отопления. Для этого вырезается прямоугольный участок трубы и в отверстие вставляется агрегат.
6. Оставшиеся кончики медной проволоки подключаются к инвертору с высокой частотой, который продается в любом магазине строительной направленности.

Источник: avtonomny-dom.ru

Что собой представляет

Индукционные вихревые обогреватели подходят для отопления дома, гаража, квартиры, бани, в общем, любых квадратных метров, где тепла недостаточно или оно отсутствует вовсе. Индукционные обогреватели работают за счёт вихревых токов (токи Фуко), создаваемых магнитным полем. Они нагревают окружающее пространство. Для генерации такого поля необходим индуктор, представляющий собой многовитковую катушку в виде цилиндра. Переменный электрический ток, проходя через эту самую катушку, создаёт магнитное поле. Далее вихревые токи преобразуются в тепловую энергию.

Нагрев до высоких температур (70 градусов) с помощью такого устройства происходит довольно быстро, примерно за 5 минут.

Преимущества и недостатки

Анализируя рабочий процесс обогревателя и связанные с ним затраты, хочется отметить несомненные плюсы, которые получает обладатель такого устройства:

1. КПД 99%, практически отсутствует потеря тепла.
2. При работе системы не образовывается накипь, в отличие от нагревателей, имеющих ТЭН.
3. Экологически безопасный обогрев помещения.
4. При обогреве можно использовать как воду (чаще всего), так и антифриз, масло.
5. Отсутствует надобность в частом профилактическом обслуживании.
6. Процесс установки не требует специальных навыков, неприхотливая эксплуатация.
7. Высокая пожаро- и электро-безопасность.
8. Возможность совмещения с другими системами отопления.
9. Работа от сети как переменного тока, так и постоянного.
10. Срок службы свыше 20 лет.

Несмотря на все преимущества, которыми обладает прибор, нельзя не отметить существенные минусы:

• высокая стоимость оборудования в магазинах;
• дорогостоящее отопление;
• требуется наличие стабильного электроснабжения;
• большой вес устройства;
• возможность установки только в закрытую систему отопления.

Применение

Отопление, основанное на вихревых токах, созданных электромагнитными полями может найти своё применение при:

• обогреве жилого хозяйства, дома,  бани, гаража, промышленного или административного здания;
• в системе горячего водоснабжения;
• обогреве сооружений и конструкций, имеющих определённые требования к источникам тепла (по безопасности).

Индукционный обогреватель своими руками

Из-за дороговизны прибора многие решают изготовить подобный нагреватель самостоятельно. В интернете можно встретить много статей, в которых описывается, как сделать индукционный котел – обогреватель своими руками. Мы опишем принцип изготовления простейшего типа устройства, чтобы с подобной задачей мог справиться любой хозяин.

Перед тем как приступить к работе, подготовьте следующие инструменты: кусачки, паяльник (если вы планируете делать сердечник из металлической трубы), отвертки.

1. Нарежьте проволоку из нержавеющей стали диаметром 7 мм на кусочки приблизительно в 5 мм.
2. Подготовьте пластиковую или металлическую трубу (сердечник), стенки которой должны быть толщиной не менее 3-5 мм, чтобы она смогла выдерживать высокие температуры.
3. Заполните трубу доверху обрезками из проволоки.
4. Концы трубы закройте сеткой, чтобы исключить вероятность выпадения из неё обрезков во время работы прибора.
5. Далее по всей длине трубы спиралью намотайте медную проволоку, сделав порядка 90 витков.
6. Изготовьте котёл, вырезав прямоугольный участок трубы.
7. В отверстие котла вставьте изготовленное устройство.
8. Концы медной проволоки подключите к инвертору с высокой частотой действия. Купить его можно практически во всех магазинах, имеющих строительное направление.

Перед сборкой оборудования оцените свои силы и возможности. Не беритесь за изготовление нагревательного прибора, если ничего не понимаете в электричестве.

Индукционный обогреватель воды для системы отопления

Обогреватель имеет весьма неприхотливую конструкцию. Он высокоэффективен и надёжен. Используя его при изготовлении котла в системе отопления, можно пренебречь установкой насоса, поскольку вода будет течь по трубам в результате конвекции.

Такое устройство следует снабдить патрубками: для холодной и горячей воды. Сверху через патрубок горячая вода будет подаваться в систему отопления. А снизу на вводной части через него будет пребывать холодная вода

Безопасное использование

Учитывайте, что индукционный обогреватель – это электрическое устройство повышенной опасности. Правила, которые стоит учесть, при изготовлении такого оборудования:

1. Оснастите устройство датчиком температуры. В случае перегрева оборудования система должна иметь возможность автоматического отключения.
2. Для самодельного оборудования организуйте отдельную линию электропроводки с увеличенным сечением провода.
3. Не пренебрегайте изоляцией оголённых участков, обезопасьте своих близких от удара током.
4. Перед включением индуктора убедитесь, что труба заполнена водой. При её отсутствии прибор может сгореть, а труба расплавиться.
5. Не размещайте оборудование в жилой зоне. Электромагнитные волны оказывают негативное влияние на здоровье людей и животных.
6. Прибор следует установить на высоте более чем 80 см от пола, а расстояние от устройства до потолка должно составлять не менее 30 см.
7. Заземлите оборудование.
8. Установку прибора следует производить через автомат, чтобы в случае аварии, устройство было отключено от питания.
9. Для снижения давления в системе не лишним будет установить предохранительный клапан в системе трубопровода.

Если обобщить информацию, то можно сделать вывод:

1. Индукционный нагреватель имеет высокий коэффициент полезного действия, у некоторых моделей он достигает 99%.
2. Устройство может использоваться как в виде водонагревателя, так и в виде котла в системе отопления.
3. Конструкция нагревателя достаточно проста, поэтому её сборка и установка возможна своими силами.
4. Использование индукционного водонагревателя на территории РФ не регламентировано.

Несмотря на все плюсы, решение об установки подобного оборудования стоит принимать взвешенно:

1. Во-первых, оно потребляет достаточно большое количество электроэнергии.
2. Во-вторых, прибор, особенно собранный самостоятельно, нельзя назвать полностью безопасным.
3. В-третьих, он оказывает негативное влияние на здоровье людей и животных. Поэтому устанавливать его всё же следует на дачах или в собственных домах.

Источник: Tehnika.expert

По п.2 — что за бред? Обоснуйте формулами, а не догадками! Какие "переходные процессы" в ТЭНе — АКТИВНОМ сопротивлении, значение которого в холодном и нагретом состоянии изменяется весьма незначительно? Да, действительно — в "теории" работа на чисто активном сопротивлении участка цепи как постоянного, так переменного тока, заключается ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО лишь в производстве тепловой энергии, но позвольте полюбопытствовать: а КУДА же Вы "на практике" подевали почти 20% этого тепла? Да Вы от него не избавитесь при всём своём желании! И, если переход электрической энергии в тепловую, скажем, в трансформаторе или электродвигателе — явление крайне вредное и нежелательное, то задача ТЭНа легка и проста, как дверь — это, как раз, вырабатывать это самое тепло! То есть выполнять Закон Ома в первозданном его виде! И электрический КПД ТЭНа никак не связан ни с квадратными метрами, ни с материалами стен, ни с тепловым их сопротивлением, а указывает исключительно лишь на то, какая часть из подведённой к нему электрической энергии была преобразована в тепловую. А это для ТЭНа практически 99..100%! А вот справится ли с отоплением система на основе этого ТЭНа — это уже вопрос другой. Это уже термодинамика: если данная система сможет сообщить в окружающую среду (отапливаемое помещение) за единицу времени тепловой энергии больше, чем эта среда теряет вовне, то справится, иначе — нет. Простой пример: зажгите конфорку газовой плиты и оставьте на день, при этом, сколь долго она ни будет гореть, на кухне сильно теплее не станет. Теперь ставим на конфорку 10..20л кастрюлю с водой или кладём 2..3 кирпича и греем — через час-другой на кухне — Ташкент! Но ведь и в первом, и во втором случае — это была одна и та же конфорка, её мощность и КПД при сжигании газа были одинаковы! Но вот тепловая мощность, сильно зависящая от площади излучающей тепло поверхности, а также теплового сопротивления и теплоёмкости сред уже разная, что и обусловило результат! Поэтому, путать собственный КПД электрического нагревателя и всей системы отопления в целом не следует! Пусть у ТЭНА собственный КПД почти 100%, а у индукционного нагревателя лишь порядка 70..75, но если, допустим, система отопления в первом случае обеспечит передачу в окружающую среду лишь половины тепловой мощности, выработанной ТЭНом, а во втором — две-трети, то можно смело говорить, что индукционный нагрев здесь был эффективней и обойдётся хозяину дешевле. Но, если рассматривать случай, когда надо сделать выбор между электрическим или индукционным котлом в конкретно существующей системе, то можно говорить, что эффективность индукционного нагрева здесь вряд ли будет выше.

Источник: SdelaySam-SvoimiRukami.ru

Вихревой индукционный нагреватель (ВИН) своими руками

Главная проблема любой системы с разностью температур — нагревательный элемент или реактор. Это место образования избытка энергии, которая передаётся напрямую (как в случае с электрическими тэнами) или преобразовывается (как в случае с ВИН).

Теоретически котёл можно собрать из большой герметичной кастрюли, к которой будут подключены две трубы (подача и обратка), насос и расширительный бак. Трубы мы мысленно соединяем с цепочкой радиаторов, а кастрюлю ставим на газовую плиту. Заполняем систему водой (или антифризом), включаем насос и поджигаем газ — котёл готов. Разумеется, КПД его будет относительно низок, поэтому стоит подумать над более дешёвым источником энергии, т. к. сама система вполне рабочая.

Для этой цели нам и пригодится микроволновый эффект, на котором основано действие индукционной плиты. Он хорош тем, что нагревает агент очень быстро, безвредно и безопасно. Теперь, если установить не гипотетическую, а реальную чугунную или стальную ёмкость на такую плиту, включить её в цепь отопления, можно греть трёхкомнатную квартиру, потребляя 1,8–2,5 кВт/час (мощность плитки). Для сравнения, начальная мощность электрокотла с тэнами — 6 кВт.

Средняя стоимость индукционных электроплит

Совершенствуем теплообменник

Разумеется, теоретическая кастрюля — лишь промежуточный вариант теплообменника. На практике он должен быть надёжным, дешёвым и компактным, ведь речь идёт об отоплении квартиры (небольшой площади — до 50 кв. м). Количество агента не должно превышать 40 литров. Под все вышеперечисленные требования более всего подходит плоский металлический бак размерами примерно 500х600х50 мм. Такую ёмкость можно сварить из профильной трубы 50х50.

Порядок работы:

1. Нарезать трубу 50х50 по 600 мм — всего 9–10 шт.
2. Сварить отрезки между собой стенка к стенке, чтобы получился ряд трубок.
3. Отрезок длиной в поперечный размер прорезать вдоль, изъять одну стенку из трубы.
4. Установить и приварить поперечный отрезок на манер коллектора гребёнки.
5. Аналогичным образом установить противоположную стенку.
6. Вварить в противоположные по диагонали плоскости фитинги на 1–1,5 дюйма.
7. Тщательно обварить конструкцию — она должна быть герметичной и все камеры должны свободно сообщаться.

Теплообменник готов. Теперь осталось включить его в систему и «поставить на огонь». Подвести трубы в нужное место домашнему мастеру не составит труда, но где найти это место в квартире? На наш взгляд оптимальный вариант — вертикальная установка в санузле. При этом плитку достаточно просто установить между стеной и теплообменником. Кстати, сам теплообменник тоже будет немного нагреваться, и этого будет достаточно для обогрева ванной комнаты.

Экономия на потреблении электричества

Потребление 2,5 кВт вместо 4–5 — прекрасный результат. Но его оказалось недостаточно для амбициозных и бережливых домашних мастеров. Но где взять дешёвую электроэнергию для плиты? Оказывается, ответ известен давно. Этот прибор называется инвертор, и он преобразовывает постоянный ток в переменный. С его помощью можно свести потребление тока для отопления практически к нулю.

Для уменьшения расхода энергии нам понадобится следующее:

1. Два аккумулятора не менее 190 А·час (лучше 250 А·час).
2. Инвертор на 4 кВт.
3. Зарядное устройство для аккумуляторов (24 В).
4. Трубы магистрали должны быть выполнены из немагнитного материала (пластик, алюминий, медь).

Аккумуляторы подключаем параллельно и ставим на постоянную «зарядку». Процесс, который происходит в электроцепи:

1. В аккумуляторах образуется постоянный ток, который подаётся на инвертор.
2. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный 220 В.
3. Ток с инвертора подаётся на индукционную печь, которая работает в обычном режиме (расход).
4. Зарядное устройство постоянно подзаряжает аккумуляторы.

Таким образом, отопление квартиры обходится в оплату потребления зарядного устройства на 24 вольт, не считая расходов на работу циркуляционного насоса, который будет задействован в любом варианте.

Техника безопасности при установке индукционного котла и энергосберегающей цепи

Безопасных реакторов, энергоносителей, генераторов энергии не существует. Газ взрывоопасен, электричество может поразить человека или стать причиной пожара (КЗ). Микроволны минимально сказываются на здоровье человека: они активируют молекулы жидких веществ, нарушая естественные процессы в организме. Несколько простых правил помогут вам избежать даже минимального дискомфорта при использовании самодельного индукционного котла:

1. Микроволновые импульсы могут быть вредны для человека, если он продолжительное время находится ближе 50 см от работающего прибора. Если теплообменник установлен в ванной, отключайте плиту на время водных процедур.
2. Изолировать до 70% микроволнового излучения поможет сетчатый (ячеистый) экран из магнитного материала.
3. Аккумуляторы не следует держать в жилых помещениях и вообще внутри квартиры. Оборудуйте для этой цели место на балконе.

Средняя стоимость деталей энергосберегающего блока

Носителю тепла (агенту) «всё равно», чем его нагреют, но для хозяина дома это имеет огромное значение, и выбор делается всегда в пользу экономии текущих расходов. В случае с индукционными приборами нагревание происходит при колебании магнитных волн. При этом тепло не передаётся от более нагретой поверхности к менее нагретой (как в тэнах), а образуется непосредственно в агенте — жидкости. Это и обеспечивает колоссальную экономию при отоплении.

рмнт.ру

29.12.14

Источник: www.rmnt.ru

Другие статьи по теме:

Водяная система отопления Как самому сделать отопление в частном доме Ибп для насоса Печь на две комнаты в деревянном доме Гидравлический разделитель Агв котел