Индукционное отопление частного дома своими руками

Соорудить отопительный котел в загородных домах, которые не подключены к центральному газопроводу вполне возможно даже своими силами. В данном материале речь пойдет о том, как сделать электрический котел отопления своими руками. Мы рассмотрим 3 доступных варианта электрокотлов – ТЭНовые, электродные и индукционные.

Принцип работы отопителя

В основе лежит преобразование электрической энергии в тепловую. Такой же принцип используется и в отопительных приборах с ТЭНом, но между ними существенна разница в технологии изготовления котла. При установке индукционного отопителя нет необходимости делать существенную модернизацию уже имеющейся системы отопления.

Как происходит нагрев

Принцип работы электрического индуктора лежит в основе любой модели подобных отопителей. Индуктор состоит из первичной и вторичной обмоток. Первичная преобразовывает энергию в вихревой ток. В результате создается магнитное поле, которое направляется на вторичную обмотку. Она является непосредственно нагревательным элементом котла и выделяет тепло, передаваемое теплоносителю в системе. Теплоносителем может выступать любая подходящая для таких целей жидкость.

Корпус – наиболее важный элемент, который и характеризует базовую разницу между заводским и самодельным устройством. Модели заводского изготовления имеют цилиндрическую обмотку, а самодельные – тороидальную. Обмотка изготавливается из медной проволоки, которая окружает корпус из ферримагнетика с толщиной более 10 мм. КПД такого устройства составляет около 97%.

В сравнении с обычным газовым котлом индукционный отопитель имеет ряд преимуществ:

  • нагревание теплоносителя происходит значительно быстрее;
  • в результате магнитной индукции накипь не может образоваться в узлах;
  • не нуждается в профилактических чистках и прост в эксплуатации;
  • для установки нет необходимости строить вентиляцию.

Схема самодельного индукционного нагревателя | Схемы

Вот проект индукционного нагревателя металлов простейшей конструкции, он собран по схеме мультивибратора и часто выступает как первый нагреватель, который делают радиолюбители.

Принцип действия ТВЧ установки

Катушка создает высокочастотное магнитное поле, и в металлическом предмете в середине катушки возникают вихревые токи, которые будут его разогревать. Даже маленькие катушки раскачивают ток около 100 A, поэтому параллельно с катушкой, подключена резонансная емкость, которая компенсирует ее индукционный характер. Схема катушка-конденсатор должна работать на их резонансной частоте.

Схема принципиальная электрическая

Вот оригинальная схема генератора индукционного нагревателя, а ниже неё чуть изменённый вариант, по которому и была собрана конструкция мини ТВЧ установки. Ничего дефицитного тут нет — купить придётся только полевые транзисторы, использовать можно BUZ11, IRFP240, IRFP250 или IRFP460. Конденсаторы специальные высоковольтные, а питание будет от автомобильного аккумулятора 70 А/ч — он будет очень хорошо держать ток.

Проект на удивление оказался успешным — всё заработало, хоть и собрано было «на коленке» за час. Особенно порадовало что не требует сеть 220 В — авто аккумуляторы позволяют питать её хоть в полевых условиях (кстати, может из неё походную микроволновку сделать?). Можно поэкспериментировать в направлении чтобы снизить напряжение питания до 4-8 В как от литиевых АКБ (для миниатюризации) с сохранением хорошей эффективности нагрева. Массивные металлические предметы конечно плавить не получится, но для мелких работ пойдёт.

Ток потребления от источника питания 11 А, но после прогрева падает до примерно 7 A, потому что сопротивление металла при нагреве заметно увеличивается. И не забудьте сюда использовать толстые провода, способные выдержать более 10 А тока, иначе провода при работе станут горячие.

Второй вариант схемы — с питанием от сети

Чтоб удобнее настраивать резонанс можно собрать более совершенную схему с драйвером IR2153. Рабочая частота настраивается регулятором 100к в резонанс. Частотами можно управлять в диапазоне примерно 20 — 200 кГц. Схема управления нуждается в вспомогательном напряжении 12-15 В от сетевого адаптера, а силовая часть через диодный мост может быть подключена напрямую к сети 220 В. Дроссель имеет около 20 витков 1,5 мм на ферритовом сердечнике 8×10 мм.

Читайте также:  Как уменьшить расход газа у напольного котла

Заключение

Вот таким нехитрым способом с помощью индукционной плитки можно обогреть достаточно большое помещение. Что касается расхода электроэнергии, то оно значительно меньше того, если использовать масленые калориферы, — средний показатель при -15 °С 650 Вт/час.

Это значение можно уменьшить, если использовать большее количество радиаторных секций или конверторный тип радиатора.

Если вам понравилась наша статья, поставьте лайк) Индукционное отопления своими руками видео

Индукционная плитка за 790 рпроверить цену сейчас

Датчик температуры за 170 рублей .

Умный термостат со встроенным датчиком температуры купить можно тут 

Заключение

Конструирование и изготовление индукционных котлов – процесс непростой и требующий серьезного подхода. Представленные примеры показывают, что на данный момент пока не удалось создать надежный и работоспособный в каждой системе отопления самодельный агрегат. Экспериментальные модели нельзя предложить домовладельцам, которые хотели бы своими руками изготовить подобный индукционный нагреватель в домашних условиях.

Хорошая статья в тему: Как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора.

Рекомендуем: Индукционный котел для отопления: правда и мифы Как выбрать электрический котел для частного дома Как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора

Электрический и твердотопливный

Существует несколько разновидностей котельного оборудования, отличающегося, в первую очередь, по типу используемого топлива. Наибольшую популярность получили:

  • Электрический.
  • Твердотопливный (пеллетный) котел.
  • Газовое оборудование.

Пеллетный

Несмотря на то, что в последние годы проходит практически повсеместная газификация, оборудование, работающее на газу, все же редко устанавливается в сельской местности. Основная область его применения – городские квартиры и загородные коттеджи, близкие по комфортности проживания к условиям мегаполиса. В деревнях чаще устанавливают твердотопливное оборудование – дровяной, пеллетный либо угольный котел.

Важнейшее преимущество, которое отличает твердотопливный (пеллетный или дровяной) котел отопления – дешевизна и простота эксплуатации. На селе дрова по сей день остаются самым дешевым топливом, а вероятность проведения газа в отдаленные уголки страны пока еще остается практически в области фантастики.

Электрический

Электрический котел отопления имеет массу достоинств, но все их перекрывает один существенный минус – высокая эксплуатационная стоимость. В некотором роде недостатками оборудования можно также считать:

  • Энергозависимость системы. Отключение электроэнергии приведет к негативным последствиям для всей сети отопления, а не только для самого прибора. Для минимизации риска размораживания системы в случае отключения электроэнергии потребуется дополнительная установка аварийного генератора.
  • Электросеть должна быть способной выдержать существенно увеличивающуюся нагрузку. Возможно, потребуется проведение дополнительной линии. Обязательно потребуется установить отдельный автомат.
  • Подключение прибора должен осуществлять квалифицированный электрик. Непрофессиональный монтаж опасен для жизни.

По принципу работы выделяют электродные и ТЭНовые электрокотлы. Останавливаться на первых мы не будем, так как сконструировать и смонтировать подобный прибор крайне сложно. Рассмотрим подробнее ТЭНовые устройства.

Нагрев в таком котле осуществляется в трубчатом нагревателе. От него тепло передается теплоносителю, циркулирующему в системе. В качестве теплоносителя можно закачать воду или антифриз.

Принцип работы индукционного отопления

Основная схема прибора предполагает выработку вихревого потока, на котором выстраивается вся функциональность котла.

Стоит знать! Индукционный электрический котел – это усовершенствованный тип трансформатора с обычными конструкционными элементами в виде катушки, сердечника, обмоткой первичного и вторичного типа.

Вторичная обмотка выглядит как труба с теплоносителем, размещенная внутри устройства, и именно этот элемент отвечает за транспортировку тепла в магистраль системы отопления. Особенность оборудования в том, что котлы с теплонагревательными элементами встраиваются в любую схему отопления, могут быть основными или вспомогательными источниками энергии и работают на площадях любого формата.

Сборка котла отопления на электродах

Устройства данного типа стали активно использоваться лишь в последние 10-15 лет. Это более технологичные приспособления, по сравнению с ТЭНовыми.

Читайте также:  8 правил, которым следуют дизайнеры при оформлении прихожей

Конструкция

В электронных электрических котлах жидкость играет роль нагревательного элемента. Собранный своими руками электрический котел данного типа представляет собой корпус из металла, внутри которого расположен изолированный стальной электрод.

На корпус подается 0, а на электрод – фаза. Во время подачи напряжения начинается колебание ионов воды с частотой в 50 герц. При этом жидкость постепенно нагревается. Благодаря такому свойству подобные котлы еще называют ионными.

Размеры электродных котлов невелики. Их можно сделать из трубы сечением до 320 мм и длиной до 60 см. Однако электрокотел для отопления дома своими руками можно сделать и намного меньше.

Преимущества:

  • небольшие размеры, благодаря которым ионный котел можно разместить даже в небольшой квартире;
  • отсутствие, так называемого, «сухого хода», что гарантирует исправность котла, поскольку без жидкости внутри он не будет работать;
  • устойчивость к перепадам напряжения;
  • высокая скорость нагрева и остывания, что означает легкость регулировки;
  • экономичность в потреблении электроэнергии по сравнению с приборами на ТЭНах.

Среди недостатков таких котлов можно назвать следующие моменты:

  • важным условием эффективного функционирования электродного котла является уровень теплопроводности и качество теплоносителя;
  • прибор необходимо надежно заземлить, поскольку велик риск поражения электрическим током;
  • важно исключить возможность попадания внутрь системы воздуха, иначе, электроды придут в негодность из-за коррозии.

Альтернативные варианты для самостоятельного изготовления

Помимо твердотопливных и электрических котлов для самостоятельного изготовления подходит целый ряд альтернативных отопительных агрегатов:

  1. Индукционные котлы

Представляют собой трансформаторы, состоящие из первичной и вторичной обмотки. В таком котле электроэнергия на внешней обмотке преобразовывается в вихревой ток, а созданное магнитное поле передаётся на внутреннюю, которая отдаёт энергию теплоносителю.

  1. Конденсационные котлы

Сохраняют тепловую энергию конденсата, поэтому считаются более эффективными, чем газовые и даже твердотопливные. Конденсация пара происходит в теплообменнике со специальной конструкцией – именно она обеспечивает таким котлам 15-20% преимущество по КПД перед традиционным газовым оборудованием.

  1. Жидкотопливные котлы

Такие агрегаты испаряют отработку, после чего сжигают её пары. Получаемая таким образом энергия передаётся на теплообменник, который нагревает тепловой агент отопительной системы. Оборудование этого типа имеет два существенных недостатка – низкий КПД и большое количество выделений в атмосферу.

  1. Комбинированные котлы

Это оборудование является универсальным в применении, однако для его самостоятельного изготовления понадобиться недюжинная сноровка и отличные знания принципов работы различных видов отопительной техники. Отдельные компоненты таких агрегатов могут стоить достаточно дорого, но в целом комбинированные котлы способны окупиться за не более чем 5-6 сезонов.

Схема индукционного котла отопления Отопительный котёл конденсационного типа Схема дизельного котла отопления Комбинированный отопительный котёл

При изготовлении котла любого типа необходимо руководствоваться требованиями правил безопасности и действующих в отношении выбранной вами категории отопительного оборудования стандартов.

Полезные советы

Для эффективной работы системы в контур встраивают циркуляционный насос. Он обеспечит принудительную циркуляцию теплоносителя, что будет способствовать его равномерному прогреванию. Насос лучше установить на байпасе, чтобы при необходимости прибор можно было отключать.

При сооружении системы с естественной циркуляцией обязательно делается уклон трубопроводов для гравитационного тока теплового носителя. Небольшой уклон труб, идущих от радиаторов к обратке, позволит остывшей жидкости быстрее поступать в нагревательный прибор.

Принцип работы котла продолжительного горения

За счет чего достигается такая экономичность и эффективность?

Схема работы котла

От обычного котла, ТТ котел длительного горения отличается наличием сразу двух камер сгорания. В первой стандартно сгорает само топливо, а во второй — выделившиеся при этом газы.

Большую роль в этом процессе играет своевременная подача кислорода, которую обеспечивает вентилятор.

Такой принцип был реализован сравнительно недавно. В 2000 году литовская компания Stropuva впервые презентовала эту технологию, которая стразу снискала уважение и популярность.

Самодельный котел длительного горения

Сегодня это является наиболее дешевым и практичным способом обогреть загородный дом, там, где не предусмотрена газификация и случаются перебои с электричеством.

Такие агрегаты работают по принципу горения верхнего топлива. Стандартно во всех печах топка располагается внизу, что позволяет забирать с пола холодный воздух, нагревать его и поднимать вверх.

Читайте также:  Комбинированные печи работающие на дровах и электричестве

Принцип работы этого котла в чем-то поход на пиролизный. Основное тепло здесь выделяется не от сгорания твердого топлива, а от выделившихся газов в результате этого процесса.

Сам процесс сгорания происходит в закрытом пространстве. Через телескопическую трубу выделившийся газ поступает во вторую камеру, где происходит его полное сгорание и смешивание с холодным воздухом, который подкачивает вентилятор.

ТТ котел длительного горения (схема)

Это беспрерывный процесс, который происходит до тех пор, пока полностью не прогорит топливо. Температура при таком горении достигается очень высокая – около 1200 градусов.

Как уже говорилось выше, в этом котле реализовано две камеры: основная большая и маленькая. В большую камеру закладывается само топливо. Ее объем может достигать 500

Ресурсом для горения может выступать любое твердое топливо: опилки, угли, дрова, паллеты.

Постоянный приток воздуха осуществляет встроенный вентилятор. Преимуществом этого метода заключается в том, что твердое топливо расходуется крайне медленно.

Это значительно увеличивает экономичность такого отопительного прибора. Почему же так медленно прогорают дрова, по сравнению со стандартной печью?

Суть заключается в том, что прогорает лишь верхний слой, так как воздух нагнетается вентилятором сверху. Причем вентилятор добавляет воздух только после того, как полностью прогорит верхний слой.

На рынке представлено сегодня множество моделей, которые работают по одному и тому же принципу, но, в зависимости от габаритов, материала исполнения, дополнительных опций, имеют разную эффективность и экономичность.

Универсальные ТТ котлы работают абсолютно на любом топливе, что значительно упростит владельцам их эксплуатацию. Более бюджетным вариантом является дровяной ТТ котел продолжительного горения. Он работает исключительно на дровах и другой вариант топлива в него закладывать нельзя.

Системы отопления и решение природоохранных проблем

По всему миру основным критерием выбора способа обогрева становится вопрос защиты природы. Именно поэтому во многих странах законодательно запрещено использование оборудования, загрязняющего атмосферу выбросами, содержащими токсичные вещества. У нас ограничение на применение каких-либо приборов не вводилось, хотя этот вопрос достаточно актуален.

По этой причине приветствуется установка электрооборудования для нагрева помещений, тем более интересны настолько экономичные аппараты, как инверторные.

Еще более актуальным становится использование такого оборудования при организации автономного отопления в многоквартирных домах, где сложнее обеспечить вывод продуктов горения, а проблема загрязнения стоит еще острее из-за большой плотности населения.

Положительные и отрицательные качества индукционного отопления

Рассмотрим плюсы и минусы индукционного отопления, поскольку продавцы часто скрывают реальную картину. Для них важно продать как можно больше котлов, и они забывают сказать о всех нюансах эксплуатации индукционного отопления.

Очень важно осознавать, что некоторые из самодельных версий могут оказаться опасными в момент использования. Поэтому рекомендуем приобретать заводские версии либо модели, созданные профессионалом высокого уровня, получившим много положительных отзывов.

Теперь познакомимся с различными техническими моментами:

Положительные моменты кроются в быстром наборе необходимой температуры. В сравнении с ТЭНами для индукционного отопления не требуется монтировка изоляционных материалов:

  • У данного оборудования длительный период гарантированной эксплуатации — обычно около 25 лет, если использован новый котел. Это связано с отсутствием сложных элементов и высоким уровнем, использующихся материалов;
  • Конструкция обладает компактными размерами;
  • На внутренней части не собирается накипь. Эксплуатация происходит на основе низкого уровня шума.

Отрицательные моменты кроются в серьезной стоимости заводского варианта, поскольку надежные котлы создаются с применением высококачественных материалов. Именно из-за этого заметно увеличивается цена.

Положительные и отрицательные качества индукционного отопления

Самодельные версии значительно дешевле, но их эксплуатационные качества значительно ниже:

Положительные и отрицательные качества индукционного отопления
Положительные и отрицательные качества индукционного отопления
  • Чтобы установить версию котла с отдачей в 7 кВт необходимо организовать сеть с мощностью в 380 В, поскольку слишком большая нагрузка не позволит обеспечивать нормальную работоспособность отопления;
  • Если прекратится подача воды произойдет перегрев котла с возможной серьезной поломкой. Из-за этого необходимо установить датчики на автоматическое отключение при отсутствии нормального давления воды.
Положительные и отрицательные качества индукционного отопления
Положительные и отрицательные качества индукционного отопления

Положительные и отрицательные качества индукционного отопления
Положительные и отрицательные качества индукционного отопления