Индукционное отопление своими руками

Сегодня речь пойдет об отоплении.
Возможно ли самостоятельно собрать отопительный электрический котел в домашних условиях?

Безусловно, но для этого придется использовать некоторые приборы и материалы, которые имеются не у каждого. Поэтому, если захотите изготовить самостоятельно похожее устройство, скорее всего у вас возникнет необходимость посещения строительного магазина, а так же магазина мелкой бытовой техники.

Что понадобится для изготовления?
1. Индукционная бытовая плитка с потребляемой мощностью 1 кВт
2. Радиатор отопления. Автор использовал биметалл (можно использовать алюминиевый). Количество секций выбирайте в зависимости от площади которую вам нужно отопить. В данной статье, в качестве примера, используется радиатор, состоящий из 4-ех секций.
3. Металлический гофрированный шланг (подводка для ванны), необходимо минимум полтора метра, нужно брать с запасом
4. Фитинг и муфты
5. Медная трубка

В качестве нагревательного источника автор использовал индукционную бытовую плитку.

Давайте вкратце рассмотрим принцип работы индукционной плиты.

Внутри такого прибора скрывается не нагревательный элемент, а электромагнитная катушка. Если пропустить через катушку ток возникнет поле. Если сверху на катушку поместить металлический предмет, то в нём возникнут токи. Чтобы так смог гореть он должен быть высокочастотным это значит быстро менять направление туда-сюда. Такой ток будет создавать нагрев. Обратная сторона такой технологии — это мощное электромагнитное поле. Рядом с некоторыми индукционными плитами работают плохо или вовсе перестают работать микрофоны. Вредит ли здоровью человека индукционная плита? Давайте разбираться. На очень близком расстоянии от электромагнитной катушки менее 10 см интенсивность электрического поля будет примерно 137 В/м. Если прибор фиксируемый электромагнитное поле расположить на расстоянии 50 см то интенсивность поля ослабевает и не превышает уже 18 В/м.

Вывод следующий: с такой плитой не стоит обниматься и всё будет О’кей.

Индукционный нагрев несомненно имеет одно, но довольно существенное преимущество по сравнению с обычным нагревом (тэном). Главный критерий — это конечно КПД. Еще одним несомненным плюсом является возможность более долгого срока эксплуатации. Нагревательные элементы, используемые в обычных бытовых плитках так называемые тэны довольно быстро выходят из строя. Чаще всего они попросту перегорают. В процессе эксплуатации таких плиток бывает возникает необходимость замены нагревательного элемента на аналогичный. Электромагнитная катушка, используемая для производства в основном бытовых электроплиток намного реже выходят из строя или не выходят вообще на протяжении всего срока службы изделия. В данной статье речь пойдет о том, как сделать довольно простой индукционный обогреватель. По словам автора, изготовление такого прибора не займет у вас много времени. Также автор уверяет что таким обогревателем имеющего мощностью около 1 кВт возможно отапливать помещение площадью примерно 30 м².

Совершенно у каждой индукционной плитки имеется регулятор мощности. С его помощью будет производиться регулировка температуры нагрева радиатора.

Сначала автор изготавливает импровизированную спираль используя металлический гофрированный шланг диаметром 20 мм. Выполнен он из нержавеющего сплава, приобрести такой можно практически в любом строительном магазине. Его нужно свернуть как показано ниже.

Таким образом это очень важная часть данной конструкции. Автор изготовил такую перемычку используя медную трубку припаяв ее таким образом к металлическому шлангу. Каких-либо сложностей при изготовлении спирали с соединяющей ее контур перемычкой, по словам автора, возникнуть не должно. Сам он собрал ее примерно за 1 час. В итоге получился замкнутый контур и вся мощность индукции будет использована для нагрева. Внутри шланга будет циркулировать вода. Поэтому индукция будет трудиться над ее нагревом.

Самодельный индукционный котёл практически готов. Фактически он состоит всего из двух элементов, из индукционной плитки купленный в магазине и сделанные своими руками в спирали.

Далее необходимо подключить к батарее контур. Используя фитинги соединяем детали.

Далее автор приступает к заливке воды в радиатор. Вода сама будет циркулировать в системе отопления. Дополнительный насос не потребуется. Горячая вода будет подниматься вверх и по мере остывания опускаться вниз где снова попадет в спираль и будет опять подвергнута нагреву и так бесконечно.

Для того, чтобы заполнить систему водой необходимо открутить заглушку на радиаторе отопления. Наполнять радиатор до краев не нужно, надо учитывать, что при нагревании, вода расширяется.

Так как специального расширительного бочка данная конструкция не имеет, то эту роль будет выполнять сам радиатор. Именно поэтому при его наполнении оставляем немного места.

Итак, приступаем к проверке. Необходимо включить плитку.

Для начала установить минимально возможную мощность, а потом, по мере необходимости, уже установить максимальную.
Автор разместил датчик электронного термометра на радиаторе отопления. Цифры быстро довольно быстро начали меняться, увеличиваясь соответственно прошедшему времени работы прибора. В процессе испытания выяснилось, что четырех секционной радиаторной батареи, оказалось мало для индукционной плиты мощностью 1 кВт. Температура системы отопления быстро росла. Такой плитке не составит труда нагреть радиатор состоящий и из значительно большего числа секций (10 или 12 например). По заверению автора для нормальной работы данного отопительного агрегата, во избежание перегрева и закипанию воды, необходим радиатор с 12 секциями. Это если в плитке установлена индукционная катушка с мощностью не превышающей 1 кВт. Так же автор говорит о разделении такой батареи на 2 части по 6 секций каждая.
Так же это устройство можно приспособить (помимо использования в качестве отопительного котла) для других нужд, например, его можно использовать в качестве водонагревателя (бойлера).

Плюсом данной конструкции является возможность использовать плитку по своему прямому назначению – для разогрева или приготовления еды. Для этого просто нужно аккуратно достать плитку из-под спирали. Конструкция при этом никак не пострадает, она обладает достаточной жесткостью.

Закончили кухонные дела, поставили плитку под спираль котла и все, можно включать и эксплуатировать прибор.

На более дорогих моделях индукционных плит можно установить определенную температуру нагрева и прибор будет сам ее поддерживать.
Автор самоделки занялся подсчетами и пришел к выводу, что примерный КПД его изобретения при сравнении с обогревателем, в котором в качестве нагревательного элемента используется тэн, оказался примерно в 3,5 раза выше чем КПД обогревателя с тэном. Автор использовал такой отопительный прибор, когда за окном было достаточно холодно (термометр показывал -15°C), при этом в помещении в котором в качестве системы отопления использовался самодельный индукционный котел температура воздуха была около +20°C. Исходя из полученного практического испытания можно заявить, что данная конструкция имеет место быть и даже является более экономичной в плане потребления электроэнергии.

Индукционное отопление своими руками схема. Как сделать индукционный котел своими руками? Механизм действия отопления из индукционной плитки

Основной довод противников использования индукционных котлов — закон сохранения энергии. Причем трактуется он так: на какой бы нагреватель не подали 1 кВт электроэнергии, выработать он может только чуть меньше 1 кВт тепловой энергии. Чуть меньше — за счет потерь и не стопроцентного КПД. Потому что ТЭН, что индукционный нагреватель потратит на выработку одного количества тепла одинаковое (или почти) количество электроэнергии. А так как индукционные котлы намного дороже, то и покупать их — тратить впустую деньги.

Экономит индукционный котел электроэнергию или нет? Вот в чем вопрос…

Нашлись и оппоненты. Их мало, но они есть. Теория эта не относится к разряду простых, и нужны глубокие знания. Но суть возражения такова: нагреватель при потреблении 1 кВт электроэнергии производит 1 кВт энергии, но не вся эта энергия тепловая. А по производству именно тепловой энергии индукционные нагреватели оказываются намного более продуктивными, чем традиционные ТЭНы. И прямое тому подтверждение — бытовые индукционные плитки. В них на нагрев того же количества воды требуется меньше электроэнергии. Это легко проверяется: берете две плитки одинаковой мощности — индукционную и со спиралью. Потом ставите две одинаковые кастрюли с водой, включаете и засекаете, сколько времени при одинаковой мощности уходит у каждого из агрегатов. Чем меньше время до закипания — тем меньше потрачено электроэнергии.

Подробнее о принципе работы индукционного котла читайте тут.

Как самому сделать индукционный котел

Теперь о том, как сделать индукционный котел своими руками. Если все делать самостоятельно, нужны немалые познания. Например, два электронщика возились больше полугода, перевели множество запчастей, истратили на них кучу денег. Рабочую установку, в конце концов, собрали, результатом очень довольны, но выложили только фото.

Вот что сотворили два электронщика

На сайтах производителей имеется только общая информация с демонстрацией принципов работы и никаких схем. Оно, в общем-то, и понятно.

Те модели, которые предлагают сделать: пластиковую трубу заполнить отрезками проволоки и сверху намотать проволоку, может, и работают, но явно недоделаны. Необходима серьезная защита: витки катушки оказываются сверху, а по ним бежит ток. Причем из сети 220 В. К тому же нет никакого контроля температуры, что чревато: пластик ведь плавится. Требуется также расчет скорости движения теплоносителя и еще много чего. В общем, небезопасно это.

Это вся схема элементарного индукционного котла, который предлагают сделать своими руками

Ниже расположено видео, в котором представлен один из вариантов такого самодельного индукционного котла отопления. В исполнении он несложен:

• В толстостенную пластиковую трубу (на видео — полипропилен с алюминиевым армированием) набиваются металлические элементы. В каких-то вариантах это небольшие куски металлической проволоки 5-7 мм диаметра, в этом видео — проволока магнитного фехраля, которая не будет ржаветь, но магнититься.
• С двух сторон на трубу надевается стека. Она не даст проваливаться металлическим элементам.
• С обоих закрытых концов устанавливаются фитинги, при помощи которых котел (уже котел) устанавливаться будет в систему. Примерная схема установки изображена на рисунке.

Схема подключения индукционного котла в систему отопления. Обратите внимание на необходимость группы безопасности

На саму трубу наматывается медная проволока. Желательно проволоку найти эмалированную. Витков нужно сделать 90-100, шаг желательно выдерживать. Ну и постарайтесь все-таки чем-то витки прикрыть. Например, так, как на предыдущем варианте из видео (он был забит кусочками проволоки).

После чего нужно котел встраивать в систему отопления, запускать циркуляцию и только потом подключать катушку к электросети. Без теплоносителя труба оплавится очень быстро.

По словам самого автора этого котла, вода греется слабо. Требуется большая мощность (у него порядка 1,8 кВт а нужно 3 кВт).

Виды индукционных плит

Существует несколько видов индукционных плит:

• Настольные. Такие переносные варочные панели имеют одну или две конфорки. Хороший вариант для маленьких кухонь, где требуется сэкономить площадь; а также на даче. Главные преимущества: мобильность, многофункциональность, наличие таймера, удержание постоянной температуры, режим ускоренной работы. Поверхность плит — стеклокерамическая или закаленное стекло, такие покрытия не разрушаются от сильного нагрева или ударов. Настольная индукционная плита экономичнее других, так как потребляет гораздо меньше тока. Кроме этого, ее дизайн не может не радовать глаз, так как соответствует современным тенденциям и расцветкам.
• Встраиваемые. Такие устройства ценят повара профессиональной кухни и практичные хозяйки. Плита высоко производительна, так как имеет 4 конфорки и духовой шкаф. Устройство обладает множеством вариантов температур, таймером, опций приговления еды. Встраиваемые плиты хорошо подходят для частных домов, или же в квартирах с большой площадью.
• Комбинированные. Весь секрет в том, что две конфорки работают в индукционном режиме, а две другие — на электричестве.

Котел отопления из индукционной плитки или панели

Но тем, кто хочет сделать индукционный котел, совсем необязательно собирать нагреватель самостоятельно. Все что нужно — купить индукционную бытовую плитку. Стоит она от 50$ и выше. Дальше идут варианты:

• Если есть металлический или чугунный радиатор (алюминиевые не подходят) можно просто прислонить плитку к радиатору и включить ее. Радиатор начинает греться, распространяя тепло по помещению. В комнате 20 м2 работала плитка, выставленная на 0,8 кВт. При -20оС в комнате было +25оС. Это не самый эффективный способ, но довольно неплохой. И проверить его работу проще простого. Особенной тем, у кого плитка есть.

Нельзя сказать, что это котел, но отапливает комнату хорошо, а электричества «тянет» мало

Второй простой вариант — сварить «котел» из металла. Подавать с одной стороны холодную воду, с другой забирать нагретую, поставить циркуляционный насос. В видео ниже представлен пример с использованием индукционной варочной панели и двух металлических емкостей из металла толщиной 5 мм.

Такой вариант котла из индукционной плиты может сделать действительно любой. Только еще раз обращаем внимание — чтобы жидкость или поверхность нагревалась, металл должен магнититься. Хорошая нержавейка (немагнитная) или алюминий не подходят: в них токи Фуко не распространяются. Кроме того, что и делать ничего почти не нужно, такой вариант хорош тем, что на плитке есть система контроля и безопасности, которая в случае перегрева отключит устройство.

Прочитайте об индукционных котлах «Галан» и отзывы о них.

Принцип работы

Принципиальное отличие такой плиты от других видов в том, что нагревание посуды происходит не за счет открытого пламя (как в газовых) или металлического нагревательного элемента (как в обычных электрических). Посуда на индукционной варочной поверхности нагревается за счет движения электромагнитных токов, проходящих через магнитную катушку под стеклокерамической поверхностью.

Такой принцип работы позволяет сделать следующие выводы.

• Нагреваться будет только та посуда, которая обладает ферромагнитными свойствами. Но это не значит, что нужно будет покупать что-то особенное. Старая может вполне подойти.

Как проверить, подойдет ли та или иная кастрюля или сковорода? Поднести к ее дну магнит или посмотреть обозначения. Как выглядит значок «индукция», смотрите на картинке ниже.

Используйте посуду с ровным дном, без вмятин и выпуклостей.

• Нагреваться будет только та часть плиты, под которой стоит кастрюля. Стеклокерамическая поверхность плиты нагревается уже от горячей посуды, а если убрать с нее горячую кастрюлю, то она быстро остынет за несколько секунд. Благодаря этому меньше рисков получить ожоги (только если от горячей посуды во время готовки).

Данная особенность ее работы очень актуальна для семей с маленькими детьми. Даже если ребенок включит плиту, она не начнет нагреваться, пока на ней нет кастрюли с магнитным дном.

Экономнее расходуется электроэнергия из-за узконаправленного воздействия тепла, не пригорает попавшая на поверхность еда.

Индукционную печь легко мыть.

• Посуда должна быть подходящего диаметра – не менее 12 см. Это значит, что случайно забытая вилка или ложка на плите не нагреется. Ну, и от обычной маленькой турки нужно будет отказаться. Взамен ей можно купит специальную или приобрести адаптер – металлический диск нужного для нагревания плиты диаметра.

Внимание! При использовании диска-адаптера не рекомендуется включать технику на полную мощность.

Смотрите интересное видео о плюсах и минусах:

Устройство и принцип работы

Индукционные плиты – это последний виток развития кухонной техники, связанный с веяньями экономии природных ресурсов и увеличения полезного пространства на кухне. Индукционные панели работают благодаря силе вихревых индукционных токов, которые возникают под воздействием высокочастотных магнитных полей частотами от 20 до 100 кГц.

Пользование индукционной плитой проще даже чем газовой, вам нужно только повернуть ручку включения и панель начинает работать.

Силу нагрева вы регулируете с помощью тумблера или сенсорной панели в зависимости от вашей модели. Зачастую индукционные плиты оборудованы панелью управления с большим количеством уже встроенных программ, делая ее использования максимально простым. Из особенностей использования индукционных плит можно выделить необходимость подбора подходящей посуды для готовки – материала, из которого она изготовлена, размер посуды, простота в уходе за поверхностью плиты и очень важная функция блокировки от детей.

Некоторые особенности систем индукционного отопления дома

Устройство индукционного электронагревателя

Коэффициент полезного действия индукционного оборудования, впрочем, как и любого отопительного электрооборудования, в немалой степени зависит от того, сколько тепла расходуется на нагрев теплоносителя, а сколько рассеивается вокруг прибора. Очевидно, что чем меньше рассеивание, тем выше КПД. Поэтому цена тепла, получаемого с помощью индукционного отопления, напрямую зависит от качества оборудования.

Скорость нагрева теплоносителя, а значит и скорость распространения тепла по дому, зависит от мощности нагревательного элемента. Чем мощнее катушка, генерирующая электромагнитное поле, тем скорее нагревается стальной сердечник, и затем и теплоноситель. Этот принцип также справедлив не только для индукционного водонагревательного отопления, но и для всех электронагревательных приборов. Потери тепла, например, на нагрев самой катушки, не критичны, так как все равно все тепло остается внутри помещения, в котором установлено оборудование, а не выветриваются через дымоход как при отоплении печами. Однако, как уже говорилось выше, нужно обеспечить постоянное наличие теплоносителя в системе. В противном случае возможен значительный перегрев, вплоть до расплавления, самого нагревательного оборудования. Особенно актуальна эта проблема при монтаже самодельного индукционного отопления.

Несомненным плюсом такой системы является ее долговечность. Собственно износу подвержен сердечник, который разрушается тем быстрее, чем более агрессивная среда на него воздействует, и чем чаще возникают перепады температур. Медная обмотка имеет достаточно большой запас прочности, а движущихся частей, которые могли бы быть подвержены механическому износу, в системе нет. Собственно срок гарантии определяется сроком работы транзисторов, которые обеспечивают управление током в цепи. Обычно гарантийный срок составляет 10 лет, но практически индукционное оборудование может работать без проблем в 2-3 раза дольше.

Достоинства и недостатки котлов отопления индукционного типа ↑

Создание системы индукционного отопления сокращает расходы на потребление электроэнергии. У котлов с индукцией много положительных сторон, благодаря которым их стали все чаще устанавливать в домах без газификации. Правда, стоят такие агрегаты недешево.

Индукционный котел с автоматикой

Плюсы использования электрических индукционных котлов ↑

Как и все новинки техники, это оборудование имеет немало преимуществ:

• С помощью автоматики устанавливается нужный режим температуры жидкости в системе отопления. Датчики температуры и реле поддерживают заданные цифры, это делает индукционные котлы отопления автономными и безопасными.
• Индукционные котлы могут нагревать любую жидкость — воду, этиленгликоль, масло и другие.
• КПД всех электрокотлов с индукцией превышает 90%.
• Простая конструкция делает эти приборы очень надежными. Они могут прослужить до 30 лет при правильной эксплуатации.
• Благодаря небольшим размерам, необязательно делать отдельное помещение, агрегаты можно легко установить в любой части постройки и самостоятельно ввести в отопительную систему.
• Из-за постоянной вибрации сердечника и замкнутой системы на нагревателе не образуется накипь.
• Индукционный котел экономичный. Он включается, только если температура теплоносителя упала. Автоматика доводит ее до заданных цифр и отключает прибор. Все это происходит очень быстро. Работая «вхолостую», он потребляет немного энергии из-за малоинерционности системы.

Прибор не занимает много места

Отрицательные и слабые стороны ↑

Недостатки тоже присутствуют:

• Высокие цены на эти относительно новые приборы. Львиная доля стоимости заложена в автоматику, но чем лучше она работает, тем больше энергии экономится.
• Прекращение подачи электроэнергии приводит к отключению отопления в доме. Вариантом решения проблемы является дизельный или бензиновый генератор.
• Некоторые модели издают сильный шумовой фон при работе. Такие ставят в технических кладовых.
• Если произойдет прорыв системы, и вода не будет охлаждать сердечник, он расплавит корпус и крепление котла. Если такое случается, отключение проводит автоматика.