Споживання електроенергії індукційним казаном. Індукційний котел опалення: принцип роботи, переваги та недоліки

У зв'язку з постійним підвищенням цін на енергоносії, власники заміських будинків та міських квартир переходять на альтернативні, більш вигідні види опалення, в основному вибираючи автономні його варіанти. Деякі вважають за краще встановлювати, щоб не переплачувати за центральне опалення, яке в деяких регіонах оплачується не лише в зимовий період, а й улітку. Інші власники житла зацікавилися обігрівом будинку за допомогою електричних приладів.

Електрика зручніша в тому плані, що для встановлення такого водонагрівача не буде потрібно погодження з дозвільними організаціями, складання та затвердження проекту. Але багатьох відлякують високі тарифи. Отже, необхідно зупиняти свій вибір на електричних котлах, що відрізняються підвищеною ефективністю та економічністю роботи. До таких, безперечно, можна віднести агрегати індукційного принципу дії. Вони по праву створили досить високу конкуренцію газовим приладам опалення.

Але сам по собі індукційний котел – дуже дороге «задоволення». Тому багато домашніх умільців цікавить питання - чи можна виготовити індукційний котел опалення своїми руками. Виявляється, так, це завдання, що виконається, але потребує певної майстерності і знань, особливо в галузі електротехніки.

Відразу обмовимося про таке. Автор цих термін не є прихильником «саморобок» в галузі електричної техніки, що працює з напругою, небезпечною для життя. Тому дану публікацію слід розглядати як огляд можливих варіантів, але не як покрокове керівництво до дії. Слід дуже тверезо зважити свої сили, знання та можливості, перш ніж приступати до виконання такого завдання.

Що ж таке індукційний котел?

Індукційні системи опалення почали використовувати у 80-х роках минулого сторіччя на промислових підприємствах. Побутові ж прилади з'явилися лише в середині 90-х років. За останні десятиліття вони були доопрацьовані, і в їх конструкцію були внесені деякі оновлення, проте принцип їхньої роботи залишається незмінним.

Назва даних опалювальних систем та приладів вже сама по собі говорить про те, що в основі їхнього функціонування лежить електромагнітна індукція. Суть принципу роботи полягає в тому, що якщо через дріт достатньо великого діаметрау перерізі, накрученій у вигляді котушки, пропустити змінний струм, то навколо цієї первинної обмотки створюється потужне електромагнітне поле. Якщо в цьому полі виявиться провідник, то в ньому наводитиметься (індукуватиметься) напруга. Ну а якщо силові лінії поля перетинають розташований у ньому сердечник зі сплаву, що має магнітні властивості, то виходить своєрідний короткозамкнутий контур. І за рахунок появи на ньому блукаючих струмів Фуко, відбувається дуже швидке і сильне нагрівання цього матеріалу.

Такий принцип широко використовується, наприклад, у сталеливарній промисловості. Знайшли йому застосування і для швидкого та високотемпературного нагрівання води. Зрозуміло, що як сердечник у цьому випадку виступатиме труба або інший канал, яким циркулює теплоносій.

А найдоступніший для поняття приклад індукційного нагрівутеля є дріт, намотаний на трубу, виготовлену з діелектрика, яка ізолюватиме магнітний сердечник, що поміщається в її внутрішній простір.

Дротова котушка підключається до електроживлення та створює електромагнітне поле. Внаслідок впливу змінного електромагнітного поля металевий стрижень-сердечник буде нагріватися, передаючи тепло теплоносію, який потім надходить у труби та радіатори опалювального контуру. Як теплоносій в автономних системах опалення може бути використане масло, вода або етиленгліколь.

Це, звісно, ​​дуже спрощене пояснення. В індукційних котлах промислового виробництва теплообмінний феромагнітним сердечником може бути цілий лабіринт труб або каналів, а нерідко, наприклад, вихрових нагрівачах, в цьому процесі задіяний і корпус приладу.

У системах опалення невеликої протяжності теплоносій, нагріваючись, буде підніматися вгору, і природного тиску зазвичай буває достатньо для його природної циркуляції. Якщо ж опалювальна магістраль досить довгаі розгалужена, зав'язана на колектори з подальшим розподілом потоків теплоносія по окремих контурах, то в систему встановлюють один або кілька циркуляційних, так як без них необхідного переміщення теплоносія буде домогтися неможливо.

Чи дійсно індукційний метод нагрівання теплоносія ефективний і надійний?

Перед тим як купувати або починати виготовлення індукційного котла, варто розібратися в тому, наскільки ефективний цей метод опалення. У спеціалізованих торгових центрахвід продавців-консультантів можна почути лише позитивні характеристики систем, які працюють за цим принципом. Однак далеко не все, що ними буде сказано, на всі 100% відповідає дійсності. І у цих опалювальних агрегатів є свої, так звані, "підводні камені".

Продавці оперують цілим переліком тез, намагаючись збільшити продаж котлів, що працюють за індукційним принципом:

• Наприклад, поширене твердження, що принцип роботи даних приладів є інноваційною розробкою.

Насправді це не відповідає дійсності, оскільки електромагнітна індукція була відкрита ще в 1831 році. англійським фізиком-експериментатором Майклом Фарадеєм. У другій половині ХХ століття індукційні системиз успіхом застосовувалися у металургійній промисловості.

З цього можна дійти невтішного висновку, що ці прилади навряд варто відносити до інноваційним технологіям. Однак у цьому є і свій «плюс», оскільки подібна система вже перевірена часом і довела свою ефективність.

• Наступною важливою якістю, на яку наголошують продавці, є економічність використання індукційного котла. Зазвичай стверджується, що даний тип агрегатів споживає енергії на 25÷30% менше, ніж інші електричні нагрівачі. Чи можна з цим погодитись?

Ціни на індукційні котли опалення

індукційний котел опалення

Напевно, все ж таки ні. Будь-який споживає електроенергію відповідно до своєї потужності, зазначеної виробником у технічному паспорті. Тобто для вироблення одного кіловата тепла, в ідеальному випадку (при 100-відсотковому ККД) приладу необхідно спожити кіловат електроенергії. Причому, навіть за названих параметрах, ККД агрегату може бути менше, оскільки багато залежить ще й від конкретних умов експлуатації котла.

Від потужності та ефективності роботи нагрівального елемента залежить час нагрівання теплоносія до потрібної температури. Потрібно сказати, що частина витраченої енергії так чи інакше витрачається вхолосту, так як матеріали, з яких виготовляються деталі приладу, мають не нульовий опір. Однак, тепловтрати від роботи індукційного котла не йдуть «в димохідну трубу», а залишаються в приміщенні, де встановлений прилад, в чому часто очевидна перевага.

Отже, напрошується висновок, що серйозно заощадити на електроенергії при використанні індукційного котла навряд чи вийде. Але ефективність їх і швидкість нагрівання – справді висока.

• Незважаючи на зазначений у техпаспорті, встановлений виробником приблизний термін експлуатації (не плутати з гарантійним!), Продавці запевняють, що прослужить індукційний обігрівальний котел не менше 25 років. Необхідно погодитися, що ця інформація є достовірною, якщо електронний блок управління виконаний якісно. Блок включає в свою комплектацію напівпровідникові елементи, які все ж таки можуть вийти з ладу. Як правило, виробники пропонують десятирічну гарантію на комплектуючі елементи електронного блоку. Однак, досить часто вони добре працюють протягом 25÷30, а то й більше років.

На самому котлі, за великим рахунком, просто нема чому ламатися. Так, первинна обмотка, що зазвичай виготовляється з міді, має великий запас міцності і прослужить тривалий термін, якщо вироблятиметься її належне охолодження (а це забезпечується циркуляцією теплоносія).

Стрижень-сердечник або матеріал внутрішніх каналів звичайно, з часом почне руйнуватися, тому що на нього постійно надаватиме несприятливий вплив агресивне середовище теплоносія, а також чергування охолодження. Однак, щоб він повністю став непридатним для експлуатації, повинен пройти не один десяток років.

Враховуючи конструкцію котла, що працює за індукційною схемою, можна зробити висновок, що він значно надійніший і довговічніший за опалювальні прилади, в яких якнагрівальних елементів використовуються ТЕНи.

Ціни на опалювальні котли

опалювальний котел

• Ще одна якість, яку ставлять плюс індукційним опалювальним приладом - це безшумна робота - нібито вона вигідно відрізняє його від інших агрегатів опалення. Виникає питання, чи це так?

А ось тут, якраз, з точністю «до навпаки». Так, електричні опалювальні агрегати функціонують безшумно, тому що під час їхньої роботи не створюється акустичних коливань і не використовується механічних вузлів. Однак, саме при функціонуванні індукційного приладу можуть виразно відчуватися низькочастотні коливання, які можуть дратувати людей із загостреним слухом. Це негативне явище зведено до мінімуму в котлах вихрового типу , в яких напруга живлення на первинну котушку попередньо перетворюється на високочастотне.

Крім того, якщо в систему встановлений циркуляційний насос невисокої якості, він також може стати джерелом легкого подразнюючого шуму. Але це стосується всіх систем опалення, незалежно від типу котла. Але сучасний асортимент насосів дозволяє придбати абсолютно безшумну модель.

• Компактність казана покупець може оцінити візуально. Можна сказати, що цей агрегат складається з відрізка труби певної довжини, який не займе багато місця на відміну від інших опалювальних приладів. Щоправда, маса в індукційного котла зазвичай - дуже значна, тобто знадобляться надійні кронштейни.

Однак, не варто забувати, що потрібно місце для супутніх елементів системи, а також розведення контурів та встановлення колекторів, якщо цього вимагає схема. Якщо потрібно обігріти досить велику площу будинку, то часто встановлюється кілька індукційних приладів, і для всієї такої системи буде потрібно багато місця.

• Твердження про те, що котли цього виду повністю безпечні, причому, ця якість котлів виражено більше, ніж у їх ТЕНових аналогів, неправильно. Безпека експлуатації цих двох видів опалювальних приладів приблизно однакова, і залежить від правильного підключеннята від працездатності систем закладеного в них захисту від екстремальних ситуацій.

Наприклад, якщо в індукційному приладі відбудеться витік теплоносія, а електромагнітне поле не відключиться вчасно, і нагрівання внутрішнього сердечника продовжиться, корпус і кріплення можуть оплавитися буквально в лічені хвилини. Тому, купуючи прилад або конструюючи його самостійно, необхідно звернути увагу на автоматичне вимкнення агрегату у разі аварійної ситуації.

Як можна бачити з представленої вище інформації, у індукційних котлів, так само, як і в інших опалювальних агрегатів, є свої недоліки, і вони не є унікальними приладами, що дозволяють платити за опалення існуючі копійки. Однак ефективність їх не подається сумніву. І ще – завдяки компактним розмірамкотла, його можна розмістити в умовах квартири, наприклад, в ніші, так, що він буде практично непомітний.

Як самостійно виготовити індукційний котел?

Існує багато конструкцій індукційних котлів. Деякі їх складні для самостійного виконання, інші – простіше. Далі будуть розглянуті відносно доступні варіанти, які можна виготовити в домашніх умовах. Однак, щоб втілити ці проекти в життя, будуть потрібні певні матеріали та інструменти.

Перший варіант - з використанням індукційної варильноїпанелі

Цей варіант опалювального приладу можна назвати експериментальним. Він підходить для опалення невеликого приміщенняу 20÷25 м². У опалювальний контур, опалювальний від такого приладу, найкраще встановити радіатори або радіатори, які швидко прогріваються і віддають тепло в приміщення. До того ж обсяг таких радіаторів невеликий, тому потрібно не велика кількістьтеплоносія, який швидко нагріватиметься в індукційному міні-котлі.

Джерелом змінного електромагнітного поля у цьому проекті є індукційна варильна панель, яка, можливо, була замінена на більш сучасну модель, і поки що без справи валяється в коморі.

Для виготовлення цієї моделі опалювального приладу, що працює за принципом індукції, знадобляться такі матеріали:

• Сталева профільна труба 50×25 мм, десять відрізків довжиною 500 мм і два 300 мм – для виготовлення теплообмінника котла.
• Сталева профільна труба 50×30 мм, дві штуки довжиною 500 мм і один 700 мм – для виготовлення кронштейна.
• Сталева труба діаметром 20÷25 мм — два відрізки довжиною 120÷150 мм.
• Сталевий лист завтовшки 3÷4 мм для виготовлення розширювального бачка розміром 270×270×100 мм.
• . Їхня кількість буде залежати від конкретної схеми, яка робиться для певного місця розміщення котла та його обв'язки. Для з'єднання труб будуть потрібні супутні елементи - муфти, куточки, різьбові фітинги і т.п. – тут можна виявити власне бачення обв'язування та розведення труб.
• Кульові крани, які перекриватимуть рух теплоносія за необхідності проведення профілактичних чи ремонтних робіт на опалювальному обладнанні.

Крім цих матеріалів, необхідно підготувати деякі інші прилади та приладдя, необхідні для виконання монтажу та встановлення в обв'язку котла.

Ціни на поліпропеленові труби

поліпропеленові труби

• Циркуляційний насос.
• Індукційна електрична двокомфорковаплита - інакше її часто називають панеллю.

Для виконання робіт потрібно деякі інструменти та прилади, а також, безумовно, вміння з ними працювати:

• Прилад для паяння поліпропіленових труб.
• Газовий ключ.
• Електричний дриль.
• "Болгарка" (шліфмашинка).

Ціни на циркуляційний насос

циркуляційний насос

Роботи з виготовлення такого нагрівального індукційного котла проводяться в такому порядку:

Ілюстрація
	Першим кроком за допомогою «болгарки» нарізається профільна сталева трубана відрізки потрібної довжини. З них буде виготовлено корпус теплообмінника, яким циркулюватиме теплоносій. Відрізки складаються поряд на торцеву сторону, виходить своєрідна батарея. Їх необхідно зафіксувати у притисненому один до одного положенні. Далі труби зварюють між собою точковим зварюванням. Спочатку їх прихоплюють по краях, а потім по всій лінії стиків через кожні 100 мм. Для найшвидшого остигання і зміцнення зварних точок, а також для очищення від звареної гарі, конструкцію, що вийшла, можна пролити струменем холодної води.
	Наступним кроком потрібно підрівняти краї «батареї», що вийшла - для цього їх підрізають шліфувальною машиною. Рівні краї необхідні, оскільки вони будуть закриватися металевим П-подібним профілем (швеллером), який повинен бути ідеально встановлений на краї зварених разом квадратних труб.
	П-подібний профіль можна придбати в готовому вигляді або виготовити самостійно, вирізавши одну широку смугу з профільної труби. Таких деталей необхідно підготувати дві штуки. Причому вирізані смуги далі будуть використані для закриття торцевих країв П-подібних деталей, а також для конструкції кронштейнів.
	Тепер профіль-швеллер, що вийшов, необхідно дуже акуратно приварити суцільним швом до країв торцевих сторін «батареї». Простір, який буде утворений цією деталлю, дозволить циркулювати теплоносію по трубах – виходять два своєрідні колектори. Тут необхідно відзначити, що цілком можна виготовити теплообмінник-батарею у вигляді змійовика - це спростить циркуляцію теплоносія, він швидше прогріватиметься, що збільшить тепловіддачу.
	Далі, від однієї зі смуг, що залишилися після виготовлення П-подібних профілів, відрізаються чотири вставки-заглушки, що за розмірами відповідають отворам утвореним П-подібними профілями, привареними до торців батареї. Потім вони приварюються на призначене для них місце суцільним швом, так як конструкція повинна вийти герметичною.
	Тепер на торцевих сторонах батареї потрібно просвердлити два отвори, в які вварюються відрізки труб, що мають із зовнішнього боку різьблення. Один патрубок повинен бути розташований в нижній частині однієї сторони батареї - він призначається для входу води, що охолоне, в опалювальний котел (так звана «обратка»). Другий патрубок вварюється в отвір, розташований у верхній частині протилежної сторони конструкції. Через нього нагріта вода надходитиме в опалювальний контур (подача). Крім них, у центрі бічних сторін, також за допомогою зварювання, фіксуються відрізки профільної труби завдовжки 100 мм.
	Зварювальні точки та шви на готовому теплообміннику зачищають за допомогою шліфувальної машини та надають конструкції акуратний. зовнішній виглядта гладкість. Особливо ретельно потрібно обробити задню сторону теплообмінника, так як до неї має бути притиснута нагрівальна поверхня індукційної плити.
	Далі, готове складання необхідно загрунтувати і потім покрити термостійкою фарбою, призначеною для металевих елементів системи опалення.
	Наступним кроком із металевих панелей виготовляється розширювальний бачок. Його деталі зварюються між собою суцільним швом, оскільки він має бути герметичний. У нижній бікцієї деталі системи, врізається патрубок із зовнішнім різьбленням, для підключення до контуру опалення. Потрібно сказати, що розширювальний бачок можна купити і готовому вигляді. Його місткість вибирається в залежності від того, скільки теплоносія буде знаходитись в опалювальному контурі – можна виходити з величини 10% обсягу.
	Далі потрібно підготувати раму-кронштейн для встановлення індукційної панелі та закріплення теплообмінника. На цій ілюстрації можна бачити, що кронштейн складається з двох вертикально розташованих профільних трубта нижньої полички. Остання може бути виготовлена ​​з профільної труби, з якої зрізається одна вузька і одна широка сторона. У середній частині вертикальних профілів приварюються відрізки профільної труби. Їхнє місце розташування потрібно розрахувати так, щоб вони могли стикуватися з відрізками труби, закріпленими на торцях теплообмінника. Потім всі деталі скріплюються між собою зварюванням, причому нижня горизонтальна деталь конструкції повинна утворити поличку, на яку буде індукційна панель. Після цього на кронштейні закріплюється теплообмінник за допомогою відрізків приварених труб на його торцях. Однак, між кронштейном і теплообмінником повинен залишитися зазор, в який можна буде індукційну панель встановити, так, щоб вона була щільно притиснута до теплообмінника своїми нагрівальними елементами.
	Індукційна панель, призначена для приготування їжі, працює за тим же принципом, що й котел, тому що всередині неї розташовані котушки, що індукують потужне змінне електромагнітне поле. Це поле і стане ініціатором нагріву сталевих профільних труб батареї-теплообмінника. Зручність її використання полягає в тому, що всі електронні та електротехнічні модулі знаходяться всередині конструкції, а зовнішнє покриттяпанелі робить прилад безпечним. Встановлюючи панель у кронштейн за теплообмінником, її притискають до поверхні.
	Тепер залишається лише підвести до котла труби, які з'єднають його із опалювальним контуром. Для цього можуть бути використані поліпропіленові або металопластикові труби, головне щоб вони були призначені для гарячої води, що має температуру не менше 95 градусів. Як говорилося вище, вихід нагрітого теплоносія з установки зв'язується з трубою, що доставляє його в радіатори, а також з розширювальним бачком, який закріплюється на стіні під стелею.
	Вся система не буде ефективно працювати без циркуляційного водяного насоса, який може бути встановлений у будь-якому зручному місці опалювального контуру, але в ідеалі – на трубі «обратки» перед входом в котел – там він меншою мірою піддається високотемпературному впливу. Бажано, щоб він розташовувався неподалік розетки електроживлення.
	Залишилося заповнити систему водою (теплоносієм), перевірити герметичність всіх сполучних вузлів. Якщо все гаразд, можна запускати котел. На ілюстрації показаний пробний пуск з використанням перенесення. В реальних умовах експлуатації, безумовно, необхідно підвести до котла окрему лінію живлення з відповідним перерізом дроту та контуром заземлення.

Використовуючи індукційну панель, можна виготовити й інший варіант котла, який буде більш ефективний, ніж вище описаний вище, хоча і менш компактний.

Особливість цього варіанта полягає в горизонтальне розташування індукційної панелііз встановленими безпосередньо на нагрівальні майданчики, що знаходяться в ній, теплообмінними блоками. Тут конструкція, по суті, працює так само, як звичайна плитка, на яку встановлюють каструлю з водою та нагрівають до високих температур. Відмінність полягає в тому, що ємність («каструля») робиться з феромагнітногосплаву, тобто активно нагріваються усі її стінки. Ці ємності робляться герметичними, пов'язаними між собою, і нагріта вода не випаровується, а йде в підключений до такого опалювального котла контур.

Другий варіант – з саморобною індукційною котушкою та зварювальним інвертором

Другий варіант індукторного нагрівача котла виготовляється з урахуванням високочастотного зварювального інвертора. Бажано, щоб апарат був оснащений плавним регулюванням зварювального струму. Потужність інвертора має бути прямо пропорційна потужності, яку повинен мати опалювальний котел. Самим відповідним варіантомдля саморобної конструкції є показник інвертора в 15 ампер, проте за необхідності можна зробити його більш потужним.

Слід правильно розуміти, що підключення водонагрівача здійснюється в жодному разі не до клем зварювальних проводів – нічого, крім короткого замикання, у цьому випадку не вийде. Інвертор доведеться дещо видозмінити - первинна обмотка нагрівача, що створюється, повинна підключатися після високочастотного перетворювача, замість індукційної котушки самого інвертора. Якщо самому розібратися з цим складно, проконсультуйтеся зі спеціалістом у цій галузі.

Цей принцип нагрівання і використовується для нагрівання теплоносія, якийпроходить через ту саму трубу, що міститься в електромагнітне поле. Варіант, показаний нижче, можна назвати дуже спірним, але майстер, який випробував його на практиці, переконує його працездатність та ефективність.

Як буде видно, витрати на виготовлення мінімальні, так що при бажанні цілком можна провести експеримент. Нехай навіть потужності не вистачить для повноцінного опалення – можливо це буде прийнятне рішення для нагрівання води в побутових цілях.

Ілюстрація	Короткий опис операції, що виконується
	Отже, крім зварювального інверторного апарату для створення нагрівача потрібно ще ряд деталей. Як корпус, який буде частиною опалювального контуру, а також основою для формування індукційної котушки та теплообмінника, використовується відрізок поліпропіленової труби з товстими стінками (PN25) довжиною 400÷500 мм, призначеної для транспортування гарячої води. Бажано, щоб внутрішній діаметр труби складатиме не менше 50 мм, тобто застосовується труба із зовнішнім діаметром 75 мм. Можна взяти і менше, скажімо, із зовнішнім 50 мм, внутрішнім – 33, але продуктивність нагрівача, зрозуміло, знизиться. Потрібний сталевий дріт або металевий прут діаметром 6÷7 мм - з нього нарізаються відрізки довжиною 40÷50 мм. Ці елементи візьмуть на себе роль феримагнітного осердя-теплообмінника. Можливі інші варіанти теплообмінників – про це буде казано нижче.
	Замість нарізаних відрізків лозини, що вставляються в порожнину труби, може бути використаний один товстий металевий стрижень або сталева труба меншого діаметру, сталевий шнек, або інші вироби, що володіють магнітними властивостями та зручні для приміщення в трубі ПВХ. Так, практикують заповнення труби сталевими кульками, великою стружкою, непотрібними гайками тощо. Якщо для заповнення труби використовуються дрібні металеві елементи, від яких нагріватиметься теплоносій, один край труби необхідно закрити металевою сіткою. Потім засипати в неї сталеві елементи наповнювача, а потім закрити сіткою другий край.
	Можна використовувати металевий шнек з частими витками або кілька металевих трубок діаметром в 4÷5 мм, які будуть щільно встановлені в поліпропіленовий корпус-трубу. Вони забезпечать велику площу прямого теплообміну з водою, що циркулює. Деякі майстри використовують для заповнення "котла" сталевий дріт або навіть звичайні кухонні мочалки з нержавіючої сталі, щільно забиваючи ними поліпропіленову трубу.
	Купуючи кухонні мочалки для таких цілей, їх необхідно перевірити на те, чи мають вони магнітні якості. Для цього, вирушаючи за покупкою в магазин, можна взяти з собою звичайний магніт і прикласти його до виробу для очищення посуду. Якщо така мочалка магнітиться, значить, вона підходить для заповнення порожнини індукційного теплообмінника. Так як стружка тонка, вона буде дуже швидко нагріватися, віддаючи теплову енергію теплоносія, який через неї проходитиме. Варіант щільного заповнення труби металевою стружкоюможна, мабуть, назвати найпростішим, доступним та ефективним варіантом.
	Коли корпус індукційного теплообмінника буде заповнений металевими виробами, по краях приварюються муфти-перехідники, що приводять його великий діаметр до діаметра труб опалювального контуру. Потім, при необхідності установки приладу в конкретне місце, до муфт через відрізок труби приварюються куточки-відводи, що направляють протягом теплоносія в потрібному напрямку. Буде непогано вварити муфти з гайками-американками - так нагрівальний прилад стане знімним, наприклад, для виконання будь-яких ремонтно-відновлювальних або профілактичних робіт. Конкретна схема розпаювання цих куточків-відводів або, при необхідності – прямих ділянок труби, складається заздалегідь, виходячи з конкретних умов установки опалювального приладу та розведення контуру.
	Далі на трубу потрібно наклеїти текстолітові палички або стрижні, які послужать основою для намотування індукційної котушки. Текстоліт вибирається тому, що має відмінні діелектричні якості і не боїться підвищених температур.
	По краях корпусу теплообмінника з того ж таки текстоліту потрібно зробити стійки-компенсатори для кінців дроту, висотою в 12÷15 мм. Вони будуть потрібні для розташування клемних контактів, через які котел підключатиметься до інверторного апарату.
	Котушка намотується із ізольованого дроту перетином 1,5 мм, який застосовується для намотування в трансформаторах. Витки укладаються зверху текстолітових стрижнів з кроком 3 мм. Кінці кабелю закріплюються на текстолітових стойках-фиксаторах. Намотування має складатися з цілого відрізка добре ізольованого кабелю, оскільки саме по ньому проходитиме електричний струмщо створює електромагнітне поле, необхідне для розігріву сердечника-теплообмінника
	Для створення намотування потрібно 10÷10,5 м ізольованого кабелю, з якого має вийти 90 витків. Його довжина та розмір перерізу було визначено після прорахунку параметрів котушки, розташованої на "рідному" індукторі зварювального апарату. Для підключення котушки до зварювального апарату на кінці намотаного дроту закріплюються клеми. З'єднання потрібно добре ізолювати.

Всю цю конструкцію з метою безпеки можна помістити в кожух, який послужить зовнішньою ізоляцією для приладу. Він повинен бути виготовлений з діелектричного матеріалу, яким може бути труба великого діаметру з ППР, ПВХ або ПЕ. У захисному кожусі передбачаються отвори для випуску кінців кабелю живлення, виходу патрубків для врізання контуру опалення або гарячого водопостачання. Наприклад, торці можна заклеїти заглушками, посадивши на термостійкий клей і зробивши в них чи бічних частинах кожуха отвори для патрубків. Тут, у принципі, широке поле фантазії майстра.

Випробування цього приладу можна здійснювати тільки після встановлення його в систему опалення та заповнення теплоносієм. В іншому випадку, при нагріванні поліпропіленова труба корпусу може швидко розплавитися.

На цій ілюстрації показано приблизну схему автономного опалювального контуру з встановленим у ньому індукторним котлом. Система складається з наступних елементів та вузлів:

1 - Підключення до електричної мережі через перетворювач енергії. У розглянутій вище конструкції як його використовується високочастотний перетворювач зварювального інвертора.

2 – Сам індукційний водонагрівач.

3 - Елементи «групи безпеки», до яких можуть належати манометр, термометр, запобіжний клапан та автоматичний повітровідвідник.

4 - Кульові крани, що перекривають подачу води на певній ділянці контуру, а також для підживлення або зливання води з контуру опалення.

5 - Циркуляційний насос, необхідний створення необхідного потоку теплоносія.

6 – механічний (сітчастий) для очищення теплоносія. Фільтрування теплоносія дозволяє суттєво збільшити термін служби котельного обладнання.

7 - Мембранний розширювальний бак, необхідний компенсації температурного розширення води чи іншого теплоносія.

8 – Радіатор опалення. У системі, що працює від індукційного котла, найефективніше працюватиме біметалічний або алюмінієвий радіатор. Вони відрізняються невеликими обсягами та дуже високою тепловіддачею.

9 - Лінія для живлення системи водою або її спорожнення для проведення профілактичних або ремонтних робіт.

На закінчення публікації необхідно ще раз наголосити: якщо немає досвіду роботи з електротехнічними виробами, призабули знання початків фізики, немає впевненості у своїх навичках у слюсарних та сантехнічних роботах, то за таку справу братися не варто. Найкраще буде придбати індукційний котел у готовому вигляді або, на крайній випадок,замовити прилад у досвідченого майстра, який не тільки його виготовить, а й перевірить його працездатність та безпеку в експлуатації.

Відео: Майстер ділиться секретами самостійного виготовлення індукційного казана

У сучасних системахопалення для мінімізації економічних витрат та підвищення ККД установок застосовують досконаліше обладнання. Індукційний котел для приватного будинку – чудова альтернатива класичним моделям з ТЕНами.

Головною перевагою індукційних котлів є швидкий підігрів теплоносія, тому ці моделі крім опалення застосовують для підігріву води.

Принцип роботи

В основі роботи лежить принцип електромагнітної індукції:

• Після запуску пристрою відбувається утворення електромагнітного поля. При цьому сердечник прогрівається до температури 75 градусів.
• Вода через вхідні патрубки подається на теплообмінник із сердечником.
• Підігрітий до заданої величини теплоносій подається до системи труб через вихідні патрубки.

Для опалення великих та багатоповерхових будинків наявність циркуляційного насоса в системі є обов'язковою.

Індукційний підігрів є найшвидшим із усіх існуючих на даний момент.

Моделі складаються з трьох основних вузлів (шарів):

• Внутрішній – безпосередньо сердечник. Виготовляється у вигляді сталевих труб.
• Ізоляція. Необхідна зниження втрат тепла до агрегату.
• Зовнішній – корпус. Виготовляється із металу.

Як теплоносій використовується вода або антифриз.

Переваги

• Економічність. Порівняно з аналогічними моделями витрати на експлуатацію на 20% менші. ККД індукційної установкибільше 97%, що вище, ніж у класичних моделей (за рахунок того, що втрати тепла на нагрівання індукційної котушки мінімальні).
  Витрати електроенергії на виробництво тепла значно менші, ніж при спалюванні вугілля чи газу.
• Швидке нагрівання теплоносія.
• Довговічність. При дотриманні правил експлуатації та регулярних техоглядах індукційні котли можуть працювати до 40 років.
  У зв'язку з відсутністю рухомих з'єднань відсутнє знос деталей. Застосування міді підвищує термін експлуатації обмотки. У сучасних моделях осердя виконано зі зміцнених матеріалів, які можуть працювати в агресивних середовищах кілька десятків років.

Важливо знати! Термін експлуатації залежить від якості транзисторів. Відомі торгові марки пропонують гарантію роботи безвідмовної до 10 років.

• Відсутність накипу. Через постійну вібрацію відкладення не можуть затриматися на поверхні приладів навіть за умови перенасичення теплоносія вапном. На сердечнику постійно присутні бульбашки води, які відштовхують частки накипу.
• Компактність. Розміри індукційних котлів дозволяють встановлювати їх у обмеженому просторі. Вони не вимагають постійного обслуговування, окремого приміщення та спорудження димоходу.
• Безшумність. Індукційні моделі не виробляють акустичних коливань (шум видають циркуляційні насоси).
  Важливо! Існує багато циркуляційних насосів, робота яких не створює додаткових шумів.
• Безпека. Для коректної роботи та виключення аварійних ситуаційвикористовують ПЗВ та дифавтомати, на корпусах котлів встановлюють спеціальна відключаюча автоматика.
• Пожежна безпека. На відміну від газових та твердопаливних котлів, під час роботи індукційних відсутній відкритий вогонь.
• Простота монтажу. При мінімальних навичках роботи з електроприладами та обігу встановити котел можна самостійно.

Недоліки

• Висока вартість. Індукційні моделі в 1,5-2 рази дорожчі за класичні котли на газі або твердому паливі.
• Наявність радіоперешкод у безпосередній близькості до котлоагрегату.
• Велика маса. Котли складаються із металевих частин. Моделі високої потужності слід кріпити на стіни, т.к. Існує висока ймовірність обвалу.
• Монтаж індукційного котла є прийнятним тільки для закритих систем опалення з тиском не більше 0,3 мПа.

Котли ВІН

Розроблені для обігріву великих частих будинків та котеджів, садових та дачних будиночків, багатоповерхових будівель, промислових об'єктів.

Котел із вихровим індукційним нагрівачем складається з основних вузлів:

• Циліндричного теплообмінника.
• Первинна котушка – велика кількість витків дроту, яка поміщена в циліндричний корпус.
• Магнітопроводи.
• Вхідного та вихідного патрубка.
• Клемна коробка, необхідна для підключення до електромережі.
• Блок управління з терморегулятором.

Важливо знати! Пристрій сконструйований таким чином, що відсутня можливість перегріву внутрішніх елементів системи. Застосування компаунда дозволяє металевим поверхням витримувати температуру до 185 градусів.

Принцип роботи

Холодний теплоносій потрапляє в агрегат через нижній патрубок. Після нагрівання вода подається до опалювальної системи через верхній патрубок. Контроль температури здійснюється за допомогою термостату та терморегулятора.

Через особливості конструкції агрегат завжди працює на максимальному рівні. Тому для отримання економічного ефекту необхідно застосовувати циклічний підігрів та підключення датчиків температури теплоносія. Після виставлення необхідного температрурного режиму автоматика відключає індукційне нагрівання після досягнення критичної позначки. Після остигання теплоносія автоматика також включає котлоагрегат, створюючи безперервний цикл підігріву.

Важливо! Застосування пристроїв регулювання напруги нераціонально.

Однофазні котли ВІН виробляються невеликої потужності, тому що. з підвищенням потужності сила струму збільшується до 50 А, що вимагає прокладання нових побутових проводок кабелями великих перерізів.

Для збільшення потужності котлоагрегату з ВІН необхідно придбати та встановити додаткові водогрійні блоки або використовувати трифазне підключення.

Важливо! При покупці індукційного котла також слід передбачити безперебійне джерело живлення. Для приватних будинків найкращим варіантомє транзистор.

Схема монтажу

Індукційні казани типу SAV

Застосовуються для систем автономного та комбінованого опалення, систем гарячого водопостачання, резервного джерела опалення, підтримки заданої температури у промислових установках (реакторах).

Перевагою SAV котлів є можливість дистанційного регулювання температури та повна автоматизація опалювального процесу.

Є індуктором, системою короткозамкнених каналів і труб і нагрівальний елемент - сердечник. Підігрів теплоносія відбувається за рахунок утворення електромагнітного поля та перетворення електричної енергії на теплову.

Важливо! Через розгалуженість системи установки має ККД, що наближається до 100%.

Котлоагрегати виробляються трьох типів:

• Малопотужні. 2,5-10 квт. Для невеликих приватних та дачних будинків.
• Середня потужність. 15-60кВт. Для адміністративних та багатоповерхових житлових будівель.
• Великої потужності. 100-500 квт. Застосовуються у промислових установках.

Висновок

Індукційні котли мають низку переваг перед моделями з ТЕНами. Висока вартість обладнання повністю окупається за кілька сезонів, при цьому агрегати не потребують постійного обслуговування та спорудження димоходу.

Процес опалення житла є одним з найголовніших для будь-якої людини. При будівництві будинку, капітальному ремонті, оновленні трубопроводу дуже важливо точно визначитися з джерелом обігріву. Якщо домовласник проживає у газифікованому районі, то зайвих питань із вибором опалювального котла не буде. Газовий прилад оптимальне вирішення, доступне за якісним рівнем та вартістю.

Складніше доведеться тим людям, домобудування яких знаходиться у місцях, віддалених від ліній подачі газу, а купівля балонів відбувається з перебоями. У такій ситуації логічно звернути увагу на електричний індукційний опалювальний котел. Відгуки користувачів та думка незалежних експертів нададуть нам неоціненну послугу у вивченні та виборі приладу.

Перше знайомство з теплогенератором

Виходячи з назви, стає зрозумілим, що в основі його роботи закладено принцип електромагнітної індукції. У чому його суть? Спробуємо пропустити струм через котушку із товстого дроту. Навколо пристрою відразу ж утворюється потужне електромагнітне поле. Якщо помістити всередину феромагнетик (метал, що притягується), то він дуже швидко нагріється.

Найпростіший опалення - це дротяна котушка з діелектричною трубкою, всередині якої розташований сталевий стрижень. Запитавши від електромережі пристрій, ми отримаємо нагрівання сердечника. Залишається лише підключити отриману котушку до тепломагістралі та вийде примітивна система опалення.

Інакше кажучи, електрична енергія продукує електромагнітне поле, хвилі якого нагрівають металева основа. А від нього висока температура передається теплоносія (воді або антифризу). Інтенсивне нагрівання рідини створює конвекційні потоки. Їхньої потужності цілком достатньо для продуктивної роботи невеликого опалювального контуру. У системах із великою довжиною трубопроводу рекомендується встановлювати циркуляційний насос.

Внутрішній пристрій

Конструктивно індукційне опалення є трансформатором, укладеним у зварну металеву оболонку. Під кожухом знаходиться теплоізолюючий шар. Котушка розташовується в окремому відсіку, герметично ізольованому від робочого простору. Таке розміщення безпечне, тому що повністю виключає контакт із теплоносієм. Серце складається з тонких сталевих трубок з тороїдальною обмоткою.

Зверніть увагу, що опалювальний котел з індукційної плитки не має чим принципово відрізняється від традиційних теплогенераторів, оснащених ТЕНами. Його конструктивні особливості забезпечують безперебійну високоефективну роботу опалювальної системи протягом тривалого часу.

Тривала робота нагрівальної системизабезпечується конструктивною особливістю, якою відрізняється індукційний опалювальний котел. Відгуки користувачів свідчать, що подібні агрегати однаково результативно працюють на будь-якій частоті струму. Тобто, прилади можуть бути запитані не тільки від побутової електричної мережі, а й від високочастотних перетворювачів. Вбудовані датчики здатні реагувати на перепади напруги та контролювати показники нагріву.

Індукційні котли опалення: відгуки та нарікання

Недостатність інформації про пристрій та принципи дії теплогенераторів створює безліч питань. Звернувшись за консультацією до спеціалізованого магазину, можна часом почути виключно позитивні характеристики, якими нагороджують індукційні котли опалення. Відгуки торгових менеджерів нерідко відрізняються лукавством, адже у світі немає ідеальних пристроїв.

Навмисне забуваючи про існуючі недоліки, продавці можуть ввести в оману потенційних покупців. Щоб об'єктивно розібратися в ситуації, розглянемо твердження, що найчастіше зустрічаються.

Основні тези

Інноваційність розробки

Насправді електромагнітну індукцію як фізичне явище відкрили вченим Майклом Фарадеєм ще в XIX столітті. А печі на основі індукційних плитще давно використовували для виплавки сталі. Тобто ніяких нових технологій придумано не було, а сучасні казани працюють на давно відомому відкритті.

Вигідне придбання

Нас запевняють, що до 30% електроенергії здатний заощадити індукційний опалювальний котел. Відгуки авторитетних фахівців висловлюють неповну згоду з цією тезою.

По-перше, будь-який нагрівальний прилад всю електричну енергію, що надходить, трансформує в теплову. При цьому ККД не обов'язково буде високим, тому що розсіювання нагрітих потоків повітря може відбуватися нерівномірно.

По-друге, швидкість нагрівання теплоносія залежить від ефективної роботи нагрівального приладу. Як би нам цього не хотілося, факти підтверджують великий обсяг електроенергії, яку споживає індукційний котел опалення. Відгуки будь-якої людини, хоч трохи знайомої із законами фізики, висловлюють згоду з очевидним фактом: на отримання одного кіловата тепла потрібно витратити такий самий обсяг електрики.

По-третє, деяка частина отриманого тепла витрачається марно. Заради справедливості варто зауважити, що вона все ж таки залишається в будинку, а не вилітає в трубу.

Таким чином, високу економічність приладу вважатимуться дещо відносною.

Довговічність

Нас запевняють, що індукційні здатні на безперебійну роботу протягом тридцяти-сорока років. І що надійність приладів набагато вища, ніж інші різновиди електричних котлів. Розберемо це твердження докладніше.

По-перше, індукційні прилади не здатні до механічного зношування. У них відсутні рухливі деталі, тому ламатися просто нема чому.

По-друге, мідна обмотка котушки здатна прослужити досить довго. Навіть пошкодження ізоляції не завдадуть шкоди її роботі.

По-третє, сталевий сердечник, незважаючи на достатню товщину(близько 7 мм) і міцність основного матеріалу все-таки поступово руйнується. Постійна зміна нагріву остиганням помітно відбивається на міцності стрижня. Але негативний процес надто розтягнутий у часі, тому до повного виходу з ладу сердечника може пройти не один рік.

По-четверте, на тривалість та безвідмовність роботи опалювального приладу впливає якість транзисторів. Саме від них залежить, як довго бездоганно служитимуть індукційні котли опалення. Відгуки вдячних власників підтверджують факт десятирічної гарантії. Насправді відзначені випадки, коли теплогенератори працювали без збоїв понад тридцять років.

Перелічені аргументи одностайно визнають справжню довговічність індукційних котлів. Ця перевага особливо переконливо виглядає на тлі з тенами, в яких потрібна заміна внутрішніх частин вже через кілька років експлуатації. Непоодинокі випадки, коли нагрівальні елементи навіть не виробляють свій ресурс.

Незмінність параметрів роботи

Печі, що мають в основі нагрівальні елементи, поступово втрачають потужність через утворення накипу на ТЕНах. У цьому від них значно відрізняються індукційні котли опалення: технічні властивості тут залишаються постійними протягом багаторічної експлуатації. Спробуймо розібратися, чи так вірно це твердження.

Великий вплив накипу на зниження потужності у котлах з ТЕНами дещо перебільшено. Справа в тому, що вапняний наліт не відрізняється високим рівнем теплоізоляції. До того ж у замкнутому кільці водонагрівання неможливе утворення великого шару накипу.

В індукційних приладах утворення нашарування повністю виключається. Навіть якщо сердечник стикатиметься з рідким теплоносієм, він все одно не обросте вапняним нальотом. Відкладення просто фізично не зможуть утримуватись на поверхні стрижня через його постійну вібрацію під впливом електромагнітного поля. Крім того, на гарячому сердечнику постійно утворюються водяні бульбашки, які руйнівно впливають на будь-який накип.

Таким чином, твердження про незмінність технічних характеристик індукційних приладах цілком справедливе. А щодо ТЕНових котлів, то тут теза не зовсім правдива.

Безшумна робота

Торгові агенти поспішають запевнити нас, що індукційні прилади при включенні не видають жодних звуків. Чи це так насправді?

У будь-яких електричних нагрівальних приладах немає звукових коливань. Незначний рівень шуму може створювати додаткові пристрої - циркуляційні насоси. Сучасний ринок пропонує великий вибірпристроїв примусової дії, серед яких можна знайти абсолютно безшумний. Отже, твердження продавців можемо вважати справедливими.

Компактність

Невеликий відрізок труби з намотаним дротом – саме так зовні виглядає індукційний опалювальний котел. Відгуки власників опалювального приладу підтверджують можливість розташування приладу у будь-яких приміщеннях.

Безпека

Стверджувати, що теплогенератор є абсолютно безпечним, не варто. У разі витоку теплоносія нагрівання сердечника все одно продовжуватиметься. Якщо не вимкнути прилад, він дуже швидко оплавиться. Щоб виключити подібні ситуації, потрібно при монтажі подбати про додатковий пристрій, який автоматично відключає роботу системи у разі непередбачених обставин. Цілком очевидно, що безпека всіх електричних котлів знаходиться на однаковому рівні.

Чи можна зробити індукційний опалювальний котел своїми руками

Необхідність отримання недорогого та ефективного обігріву будинку з мінімальними витратами на облаштування опалювальної системи, підштовхує багатьох споживачів до думки самостійно зайнятися виготовленням обладнання. Уважно ознайомившись з робочими і конструктивними принципами пристрою, можна зібрати саморобний індукційний котел опалення. Головним помічником у справі стане схематичне зображенняопалювальної обв'язки, яку потрібно постійно тримати біля себе, звіряючись та уточнюючи по ньому монтаж.

Для дому вам не знадобиться прилад великої потужності. Так, для обігріву приміщення площею 100 квадратних метрів достатньо виготовити котел на 10 кВт. Він може забезпечувати в кімнатах температуру на рівні 20 градусів. До саморобного казана можна придбати електронний програматор робочих режимів. З його допомогою можна планувати роботу індукційного апарату тиждень наперед. Також можна управляти температурним режимом на відстані.

З чого почати

Починаючи роботу, потрібно підготувати необхідні матеріалита відповідні інструменти. Для зручності приготування бажано підготувати апарат для зварювання інверторного типу. З його допомогою відбуватиметься з'єднання швів у корпусі генератора та прикріплення трубопроводів. Також у пристрої опалювальної схеми знадобиться високочастотний перетворювач (інвертор).

З матеріалів можуть знадобитися:

• відрізки сталевого нержавіючого дроту або катанки довжиною 50 мм та діаметром близько 7 мм - матеріал для нагрівання в магнітному полі;
• відрізок пластикової труби товстостінної з внутрішнім діаметром до 50 мм - основа для корпусу котла;
• мідний емальований дріт - основний елемент нагрівання;
• перехідники - сполучні кріплення;
• металева сітка – бар'єр між котушкою та стінами корпусу.

Підготувавши все необхідне, починаємо робити індукційний опалювальний котел своїми руками.

Монтаж простої схеми

Для підвищення безпеки роботи саморобного теплогенератора бажано заізолювати відкриті ділянки котушки. Вибираючи матеріал для захисту мідного дроту, потрібно брати до уваги його електро- та теплопровідність.

Розглянута схема індукційного котла, зробленого власноруч, обходиться виробнику дешево і здатна значно підвищити швидкість нагрівання води в опалювальній системі. До недоліків можна віднести невеликий розмір обладнання та непоказний зовнішній вигляд.

Другий варіант монтажу котла

Можна зробити опалювальний прилад підвищеної потужності. Його пристрій обійдеться дещо дорожче за перший варіант, зате згодом усі витрати повністю окупляться чудовою якістю та високою ефективністю роботи.

Конструкція ускладненої моделі є зварне з'єднання двох труб, зовні нагадує бублик. Отримана деталь одночасно служитиме сердечником і нагрівальним елементом. Мідна обмотка безпосередньо на корпусі котла забезпечує високий рівень продуктивності із збереженням компактності та малої ваги приладу. Подавальні та відвідні патрубки приварюються безпосередньо до індуктора. Таким чином, нагрівання води відбуватиметься в результаті контакту теплоносія з мідною обмоткою.

Особливості, які потрібно врахувати під час влаштування котла.

• Такий індукційний прилад можна інтегрувати лише у закриту опалювальну схему, що працює на примусовій циркуляції теплоносія
• У трубопровідній системі мають використовуватися лише пластикові матеріали.
• Індукційний прилад слід розташовувати в приміщенні так, щоб відстань від нього до найближчих стін та предметів була не менше 300 мм. Від підлоги та стелі котел має бути видалений на 800-1000мм.

Трудомісткий процес монтажу індукційної схеми обернеться якісним прогріванням будинку. Саморобний опалювальний прилад прослужить вам не менше двох десятків років, не завдаючи жодних турбот.

Індукційний котел SAV – відома марка апаратів промислового виробництва.

Одним із різновидів заводських приладів можна вважати індукційний котел опалення SAV. Пекти являє собою трубопровідну систему з інтегрованим індуктором. Виробником теплогенераторів є волгоградська науково-дослідна компанія Велебіт.

Термогенератори SAV з успіхом застосовуються у кількох видах систем:

• автономне обігрів;
• комбінована схема;
• резервне опалення;
• гаряче водопостачання;
• підтримка заданого температурного режиму технологічних процесів, задіяних у проточних та камерних реакторах.

Примітно, що індукційний опалювальний котел SAV показує високу ефективність роботи в системах автоматизованого теплопостачання, керованих дистанційно. Налагоджено промислове виробництво електричних установок трьох класів із діапазонами потужності: 2,5-10 кВт, 15-60 кВт, 100-150 кВт.

Теплогенератори типу ВІН

Вихровий індукційний котел опалення (ВІН) призначається для обігріву та гарячого водопостачання житлових будинків приватної забудови, дачних будиночків та об'єктів торговельного та громадського призначення. Залежно від величини потужності випускають нагрівачі двох видів: однофазні та трифазні. Більш потужні моделі можна успішно використовувати в пристроях опалювальної системи промислових підприємств.

Підведемо підсумки

Індукційні котли опалення в Україні почали використовувати ще наприкінці 80-х років минулого століття на промислових підприємствах. Розробка побутових варіантів почалася приблизно в середині 90-х. За минулі десятиліття електричні обігрівачі неодноразово змінювалися, модернізуючись та вдосконалюючись.

На сьогоднішній день індукційні прилади становлять гідну конкуренцію газовим та теновим котлам. Торгова мережа пропонує безліч моделей, що відрізняються за технічним параметрамта вартості. Ціна побутових приладівпочинається від 25 тисяч карбованців. коштують значно дорожче – понад 100 тисяч. Виготовлення термогенеруючого апарату своїми руками дозволить значно скоротити витрати на облаштування домашнього опалення.

Індукційні опалювальні котлиз'явилися у продажу нещодавно і одразу склали конкуренцію звичним електрокотлам із ТЕНами. При подібних розмірах і потужності індукційні нагрівачі здатні значно швидше прогріти систему, крім того, вони можуть працювати в системах з низькою якістю теплоносія і рідше вимагають обслуговування. Застосувавши знання в електротехніці та кмітливість, можна зробити індукційний котел опалення своїми руками.

В основі дії індукційних котлів та інших нагрівальних приладів цього типу лежить здатність струмопровідних матеріалів нагріватися під дією вихрових струмів, що утворюються в результаті електромагнітної індукції.

Джерелом індукції служить високочастотний змінний струм, що проходить первинної обмотки нагрівального приладу, виконаної у вигляді котушки. Нагрівальний елемент, поміщений всередину котушки, відіграє роль вторинної короткозамкнутої обмотки. У ньому відбувається перетворення електромагнітної енергії на теплову.

Вихрові струми виникають і при промисловій частоті 50 Гц, але ефективність нагрівача буде невисока, а робота приладу буде супроводжуватися сильним гулом і вібрацією. У разі підвищення частоти до 10 кГц і вище шум зникає, вібрація стає невідчутною, а нагрівання посилюється.

Пристрій

Промисловий індукційний котел складається з осердя, роль якого грає теплообмінник, навколо якого намотана тороїдальна обмотка, підключена до високочастотного перетворювача. При проходженні обмоткою струму створюється змінне електромагнітне поле, в результаті якого виникають вихрові струми, що проходять через сердечник.

Обмотка підключена до високочастотного перетворювача, в якому сигналом блоку управління створюється струм необхідної частоти. Сучасні котли мають високий рівень автоматизації, що дозволяє не тільки створити оптимальний режим нагрівання теплоносія, але й вимкнути пристрій у разі аварійної ситуації.

Усередині сердечника-теплообмінника знаходиться теплоносій. Під впливом вихрових струмів нагрівається до високих температур. За рахунок різниці між температурою теплоносія на вході та на виході з котла циркуляція теплоносія по системі відбувається безперервно, навіть без підключення насоса. Тому індукційні котли можна використовувати в системах із примусовою та природною циркуляцією.

Теплоносієм може бути як вода, так і антифриз, тосол, олія. Якість рідини при цьому не має значення: постійна вібрація системи, невідчутна людиною, унеможливлює осадження накипу та інших домішок на стінках теплового контуру.

Зовнішня оболонка- металевий корпус, оснащений системою теплової та електрозахисної ізоляції.

Форма котламоже бути будь-який, як і спосіб встановлення: завдяки відсутності бака всередині котла його розміри зазвичай невеликі, а маса не перевищує 50 кг.

Індукційний котел не можна навіть швидко включати в роботу без заповнення системи теплоносієм! Може статися перегрів котла та вихід з ладу його елементів!

Переваги:

• Високий ККД. Більшість виробників називають цифри 95-98%;
• Великий вибір моделей різної потужності на однофазну напругу ~220 В або трифазна ~380 В;
• Швидке прогрівання системи опалення при запуску;
• Можуть працювати з будь-яким теплоносієм;
• Контур, яким всередині котла проходить теплоносій, абсолютно герметичний, що виключає протікання і пов'язані з ними несправності;
• Тривала робота без утворення накипу та відкладень. Саме це явище згодом знижує ефективність котлів з ТЕНами і є частою причиною їхньої поломки через перегрівання нагрівальних елементів;
• Термін служби, заявлений виробниками – від 25 до 30 років.

Не позбавлені нагрівачі та недоліків,найбільш значущий з яких - висока ціна. Цей фактор зазвичай спонукає дбайливого господаря зібрати саморобний індукційний котел із підручних матеріалів та приладів. Незважаючи на складність процесів, що відбуваються в котлах такого типу, можна створити конструкцію, яка не відстає за основними параметрами від котла промислового виготовлення, і зробити індукційний котел своїми руками.

Котел із живленням від зварювального інвертора

Конструкція такого саморобного казана досить проста. Найбільш складний для самостійного виконання блок, що вимагає знань основ електроніки та електротехніки – високочастотний перетворювач. Його функцію чудово виконує зварювальний інверторсучасного типу, здатний видавати вихідний сигнал із частотою 20-50 кГц.

Крім цього, для монтажу знадобляться:

• мідний дріт в емалевій ізоляції діаметром 1-1,5 мм;
• ізольований провід із клемами для підключення обмотки до інвертора;
• обрізання дроту з нержавіючої сталі діаметром 3-5 мм, довжиною 5 см;
• дрібна сітка з нержавіючої сталі;
• відрізок водопровідної трубиз шитого поліетилену або поліпропілену для систем ГВП та опалення з діаметром 50 мм та товщиною стінки 8,4 мм, довжина - 1 м;
• перехідники з труби 50 мм на труби, задіяні в існуючій або проектованій системі опалення, трійник для підключення аварійного клапана та два кульові вентилі;
• смуги текстоліту для кріплення обмотки;
• епоксидний клей для ізоляції обмотки;
• корпус саморобного котла, його можна зробити з розподільної металевої або пластикової шафи, в яку можна встановити інвертор та закріпити нагрівальний елемент.

Послідовність складання та монтажу елементів:

1. На відрізок поліпропіленової труби діаметром 50 мм за допомогою епоксидного клею кріплять 4 смуги з текстоліту шириною 8-10 мм, відступивши від кінців по 70-100 мм. На них буде намотана обмотка. Для закріплення крайніх витків обмотки в текстоліті можна зробити пази.
2. Намотують 50-100 витків мідного дроту в емалевій ізоляції. Витки повинні розташовуватись приблизно через 0,3-0,6 мм на рівній відстані. Точна кількість витків залежить від діаметра проводу, що використовується, і його питомого опору, а також вихідних параметрів інвертора.
3. При установці саморобного котла у житловому приміщенні рекомендується виконати тороїдальну обмотку для зниження зовнішнього електромагнітного поля. Тороїдальна обмотка складається з однакової кількості витків, що зустрічно спрямованих, при цьому електромагнітні потоки взаємно компенсуються і проходять тільки по внутрішньому контуру.
4. Всередину труби з одного її кінця вставляють сітку з нержавіючої сталі і щільно набивають її з іншого боку відрізками нержавіючого дроту - вона нагріватиметься під впливом вихрових струмів. Нержавіюча сталь рекомендується використовувати для того, щоб з часом не відбулося корозійне руйнування дроту, але теоретично підійде будь-який струмопровідний метал, у тому числі дріт-катанка. Другий кінець труби також закривають сіткою.
5. На обидва кінці труб напоюють поліпропіленові перехідники на діаметр, що використовується в системі опалення. На них встановлюють кульові вентилі, що дозволяють перекрити циркуляцію та зняти теплообмінник для ревізії.
6. З боку верхнього вихідного перехідника встановлюють аварійний клапан для скидання тиску.
   Обмазують обмотку епоксидним клеємдля забезпечення якісної електроізоляції обмотки. Виготовлення клею рекомендується виконувати з невеликим відступом від інструкції, додавши на 10-15% менше затверджувача. Це зробить ізоляцію менш крихкою.
7. Кріплять до висновків обмотки дроти в ізоляції за допомогою обтискних клем. Другий кінець дроту має бути оснащений клемами для підключення до інвертора. Діаметр дротів повинен витримувати максимальний вихідний струм інвертора.
8. Встановлюють теплообмінник у шафу, закріпивши його на кронштейни з термостійкого матеріалу, що не проводить струм. Можна використовувати текстоліт.
9. Підключають нагрівач до системи та заповнюють її водою.
10. У нижню частину шафи ставлять інвертор. Підключають до нього клеми та включають його в мережу. Запуск котла та налаштування режиму.

Корпус шафи із металу необхідно обов'язково заземлити!

З індукційної плитки

Індукційний казан можна зробити також на основі індукційної плитки. Для цього розбирають нагрівальний елемент плитки та використовують мідний дрітдля намотування на сердечник, виготовлений вказаним вище способом.

Блок управління плиткою використовують для живлення одержаної обмотки, виставляючи необхідну потужність на сенсорній панелі управління.

Однак цей спосіб має суттєві недоліки:

• Для успішної роботи такого саморобного котла потрібно розрахувати параметри індуктивності нової котушки. Вони можуть не збігтися з тими, на які розрахована електроніка плитки, внаслідок чого блок управління може вийти з ладу. Для розрахунків необхідно мати хороші знання в галузі електротехніки і вміти розумітися на схемі підключення;
• Більшість моделей плит оснащено автоматичним вимкненням через 2-3 години після початку роботи конфорки. Це призведе до регулярного вимкнення котла;
• Плитки індукційного типу мають потужність не більше 2,5 кВт, тому придатні тільки для переробки на котел малої потужності.

Помилки у пристрої індукційного котла з плитки показані у відеоролику:

Простіший варіант використання індукційної плитки, що унеможливлює розбирання пристрою і монтаж нової схеми - встановити на неї герметичний бак з нержавіючої сталі відповідного розміру з вхідним і вихідним штуцером і підключивши його в якості котла в систему опалення. З такою схемою підключення справитись практично кожен.

За наявності необхідних знань та вміння розбиратися в схемах можна наслідувати приклад автора відеоролика та зібрати функціональний індукційний котел з плитки, доопрацювавши його схему.

Нагрівач сухого типу

Принцип роботи індукційного котла передбачає використання води або іншої рідини не тільки як теплоносій, але і для охолодження сердечника. Але нагрів вторинної обмотки, роль якої в цьому пристрої грає труба з водою, відбудеться і в тому випадку, якщо вона складатиметься тільки з металу.
Ступінь нагрівання в цьому випадку залежить від співвідношення сили електромагнітного поля, створюваного обмоткою, та маси металу сердечника. Зробивши розрахунки, можна створити сухий індукційний нагрівачсвоїми руками з металевих труб та мідної обмотки, як це показано у відео.

Використання індукційного котла обходиться дешевше, ніж звичайного електрокотла з ТЕНами, та саморобна конструкціядозволить значно зменшити витрати на його встановлення. Аналогічно можна зібрати водонагрівач проточного типу для установки на дачі, підібравши пристрій необхідної потужності.

Велика кількість реклами та складна технічна складова опалювального обладнання часто не допомагають, а лише ускладнюють вибір. Що вигідніше, що зручніше, у якого виробника найкращий сервіс, наскільки складний та дорогий монтаж? На всі ці та безліч додаткових питань належить знайти відповіді кожному, хто збирається ремонтувати стару або створювати нову систему опалення. У цій статті ми розповімо про те, що є індукційним котелом опалення і розглянемо, якими прийомами користуються маркетологи для досягнення своєї головної мети – продажу.

Стаття буде цікава домовласникам, які вирішили модернізувати свою систему опалення та встановити резервний котел, особливо тим, хто має одне джерело тепла – електрика та вибір стоїть лише за типом електричного нагріву. Після прочитання ви зможете професійно спілкуватися з продавцями обладнання та монтажниками, та не дозволите себе обдурити самовпевненим підприємцям на ринку.

Що таке електричне нагрівання

Давайте розумітися. Електричне нагрівання – це штучний процес підвищення температури за рахунок підведеної ззовні енергії. Існує кілька способів переходу електричної енергії в теплову: без контакту з предметом, що нагрівається (індукція-теплоносій) і при контакті з нагрівається предметом (тен-теплоносій). Саме в порівнянні з Теновим котлом підприємливим маркетологам вдається «дохідливо донести» до потенційного покупця інформацію про «неймовірний» індукційний казан. До речі, такий котел, який використовується для побутових потреб, ви не зможете знайти в жодній європейській країні.

Використання індукційного способу нагрівання обмежене виключно процесами нагрівання металу та інших струмопровідних матеріалів.

Принцип роботи індукційного казана

Індукційне нагрівання здійснюється за допомогою енергії змінного магнітного поля, яку об'єкт, що нагрівається, поглинає і перетворює в теплову. Отже, це нагрівання виробів із провідних матеріалів. Для перетворення електричної енергії на теплову необхідно мати три складові:

• змінний струм (стандартна) електрична мережа 220В, 50Гц);
• індуктор, тобто. багатовиткова циліндрична котушка (частіше мідна);
• сердечник із будь-якого феромагнетика (матеріалу, до якого липне магніт, частіше метал).

Схема влаштування індукційного котла

Тепер поетапно розглянемо принцип дії індукційного нагріву:

1. Змінний електричний струм, проходячи через індуктор, створює навколо котушки магнітне поле;
2. Магнітне поле створює на поверхні осердя вихрові струми Фуко, які розігрівають заготівлю під дією джоулева тепла (закон Джоуля-Ленца);
3. Тепло від нагрітого сердечника передається теплоносія, що омиває його за рахунок теплопровідності матеріалу.

Якщо по-простому, це знижуючий трансформатор, який встановили в трубу.

Таким чином, електрична енергія передається тільки сердечнику, без використання контактів, а нагрітий сердечник (сталева труба) все ж таки контактує з теплоносієм. І так, на поверхні сердечника теж можуть осідати частки та погіршувати теплообмін. Маркетологи частіше говорять про кавітацію (коливання) сердечника і, отже, скрутне утворення "накипу". На практиці впевнитись у цьому буде складно, та й чи є це найважливішою перевагою? Сталевий сердечник має достатню площу поверхні для ефективного теплознімання навіть за наявності відкладень.

На відео продемонстровано принцип роботи водогрійного індукційного теплогенератора. Багато шахраїв і невуків втягують такі прилади довірливим покупцям під виглядом РЄ нагрівачів.

Як не стати жертвою обману при покупці електрокотла для опалення

Безпека теплогенератора

При виборі казана першорядну роль відіграє його безпека. У дешевих ТЕНових теплогенераторах однією з основних проблем є витік струму. Це відбувається через неякісні ТЕНи. При використанні сертифікованих комплектуючих витоки струмів зводяться до мінімуму.

В індукційних котлах ураження струмом можливе при збоях в електропостачанні теплогенератора та протіканні системи, тому що будь-який спосіб прямого контакту теплоносія (провідника) зі струмом або магнітним полем небезпечний. Описувати складні процеси немає сенсу. Ризик ураження струмом під час використання дешевих електричних котлів дуже високий. Це головна причина, через яку варто скептично ставитися до індукційних котів.

З метою зниження зазначених ризиків при виборі котла зверніть увагу на якість електричного вимикача (автомата), терморегулятора, датчика температури та протоки. Якщо ці елементи китайського виробництва і навіть їхній зовнішній вигляд не вселяє довіри, розраховувати на високу якість складання такого теплогенератора не варто.

Зустріти на ринку теплового обладнання вітчизняні індукційні електричні котлиопалення, які були б оснащені автоматичними вимикачами ABB, Moeller або Schneider практично нереально. Про це варто задуматись. Якщо у вас в будинку якісна проводка, то у вас із виробником різні вимоги до якості електроустаткування.

Якщо ви встановлюєте будь-який електричний приладпотужністю більше 1,5 кВт, не пошкодуйте коштів на придбання автоматичного вимикача ПЗВ, що відсікає, і обов'язково зробіть заземлення, що вказано в інструкції будь-якого електричного котла

Не зайвою буде й покупка стабілізатора напруги. Увімкнення електрообладнання великої потужності впливає на параметри мережі в будинку, що може призвести до збоїв у роботі сучасних побутових приладів та інших аксесуарів. При використанні ”чудо-котлів” ПЗВ-вимикач спрацьовує постійно, це говорить про блукаючі струми і, звичайно, про ризик ураження струмом. Задумайтеся, чи потрібне у вашому будинку джерело тепла сумнівної якості, яке використовує потужне магнітне поле?

При виборі опалювального обладнання слід віддавати переваги продукції відомих компаній з міжнародними стандартами, сервісним центром у вашому регіоні та наявністю юридичної бази для реагування на претензії клієнта. У моїй практиці не було жодного випадку, коли виробник “чудесних” котлів, “зроблених у СНД”, ніс би реальну відповідальність за бракований товар. Ланцюжок перепродавців, відсутність реальної гарантії та сервісні центри на базі приватних підприємств роблять гарантійне обслуговування практично неможливим.

Заявлений та реальний ККД

Вся електрична енергія передається практично зі 100% ККД у будь-якому електричному казані та втрати тепла можуть бути лише за рахунок поганого утеплення корпусу котла. Виробники індукційних котлів часто маніпулюють показниками зниження ККД у ТЕНових котлів, пояснюючи це появою накипу на поверхні ТЕНу, але це абсолютна нісенітниця. По-перше, кальцієві відкладення є провідником тепла. По-друге, якщо розглядати відкладення як ізолятор, то ККД буде незмінним, зміниться лише час нагрівання теплоносія до заданих параметрів.

Найголовніше, що потрібно усвідомити раз і назавжди: чудес не буває! Немає жодних інноваційних розробок наукових інститутів часів холодної війни та технологій підводних човнів із космічними кораблями, ККД яких перевищує 100%

Зверніть увагу! Будь-яке електричне нагрівання має ККД, наближений до 100%. Немає, наприклад, електричних побутових водонагрівачів, які використовують ”індукційний” спосіб нагрівання. Пов'язано це насамперед із захистом споживача від ураження струмом. І якщо вам в черговий раз продавці завченими фразами розповідатимуть про економію до 30% та про високому ККД, то запитайте, куди подінеться енергія, що не використовується, якщо ККД котла менше 100%. У газових котлахтепло йде через димову трубу, але що відбувається з електричним казаном? Легкий тролінг дасть продавцю зрозуміти, що ви у темі, і він перестане бачити у вас прогульника фізики у 9 класі.

Шум, компактність та вага

Всі електричні котли працюють безшумно, шум може з'явитися у таких випадках:

• кавітація (коливання) насоса,
• перегрів котла,
• завуження перерізу трубопроводу.

Усі електричні казани приблизно однакового обсягу. Індукційний електрокотел для опалення важить більше ТЕНового, тому необхідно передбачити для нього правильне кріплення, Не забуваючи про кавітацію теплогенератора.

Регулювання температури

Якщо ви дійсно хочете економити електроенергію, зверніть увагу на спосіб регулювання температури в приміщенні. Фахівці рекомендують не регулювати температуру подачі води в радіатори, а саме температуру в приміщенні. Для цього можна використовувати виносний кімнатний термостатчи терморегулятори на радіаторах. Зверніть увагу на тижневий програмований термостат – хронотермостат, за допомогою якого можна виставляти різний температурний режим протягом доби або інший заданий проміжок часу. Економічність системи опалення характеризує КІТ (коефіцієнт використання палива), а не ККД казана. Тобто приміщення має повноцінно опалюватись лише тоді, коли це дійсно необхідно. Наприклад, коли немає нікого вдома, температуру можна знизити до +16С.

Недоліки електричних індукційних котлів

Чи потрібне вам у будинку потужне джерело магнітного поля

Переваги індукційних котлів у порівнянні з ТЕНовим

1. Підвищені вимоги до теплоносія у ТЕНового казана. Дійсно, воду для системи опалення, в якій використовується ТЕНовий елемент, з метою продовження терміну служби ТЕНів необхідно готувати, знижувати вміст кальцію та магнію, ідеально пропускати через зворотний осмос. Насправді досить хорошого поліпропіленового фільтра на 5 мкр.
2. Регулювання потужності (стрибки напруги) менш відчутно в індукційному казані, але тільки при реостатному регулюванні. Ця перевага значима лише в порівнянні з дешевими ТЕНовими котлами вітчизняного чи китайського виробництва, які працюють за принципом ”ON” або ”OFF”. У розвинених країнах таке ставлення до регулювання неприпустимо, тому в сучасних котлах ТЕНи розбиті на групи та включаються по черзі.
3. Індукційний котел складається з меншої кількості деталей і має простішу конструкцію, тому коштує дешевше та служить довше. Мінімум комплектуючих та максимально простий пристрій дозволяє виготовити індукційний опалювальний котел своїми руками.

Саморобний індукційний опалювальний котел: схема

Висновок

Індукційні котли опалення споживають стільки ж кВт тепла, як і ТЕНові. Чудес не буває. Індукційний спосіб нагрівання має ряд переваг і широко використовується лише у промисловості.

Використання індукційного нагріву в побутових умовах вимагає високої якості комплектуючих та збирання теплогенератора. Для цього необхідно підвищити рівень виробничих потужностей вітчизняних підприємств, що займаються випуском індукційних котлів міжнародні стандартита методики контролю якості

При покупці опалювального котла зверніть увагу на наявність у виробника стандарту ISO 9001 – стандарт системи управління якістю та інших міжнародних сертифікатів та міжнародних нагород

Неодмінно поцікавтеся умовами гарантійного обслуговування теплогенератора. І не соромтеся поставити питання про юридичну відповідальність у разі ураження струмом. Вірити голослівним запевненням продавців у тому, що такого за 30 років ще не було, не варто. Вам потрібні конкретні відповіді на запитання, хто відповідає і в яких документах це прописано. Не забувайте, що всі дозволи на використання електронагрівача у пожежонебезпечних приміщеннях повинні підтверджуватись відповідними сертифікатами.

Відео: індукційний котел