Индукционный котел своими руками чертежи

Постоянный рост стоимости энергоносителей стал причиной появления новых технологий отопления. Помимо модернизации уже существующих систем производители предлагают принципиально новые методы нагрева воды. Особый интерес представляет индукционное отопление частного дома котлом своими руками.

Преимущества индукционного отопления

По причине того, что не все люди готовы использовать в быту плохо знакомые устройства, отдавая предпочтение системам, известным своей продуктивностью и качеством давным-давно, часто они отбрасывают вариант самодельного индукционного котла, даже не узнав о его преимущественных особенностях:

  1. Стоимость. Несмотря на то, что на покупку системы нужно будет изрядно потратиться, не говоря уже о растратах на обслуживание, а заводские установки стоят недешево, собрать нагревательный аппарат самостоятельно — отличный вариант для хорошей экономии. Такой агрегат можно установить на уже функционирующую систему отопления, что в разы понизит ваши затраты на обслуживание. Кроме того, самодельный индукционный колет, при правильной сборке, не потребует постоянной чистки, замены комплектующих, как в случае с заводскими моделями.
  2. Мощность. Учитывая то, что в специализированном магазине предлагаются системы с разной мощностью работы, самодельному аппарату также можно обеспечить разную силу подачи горячего воздуха. Данный показатель в основном зависит от величины катушки и может варьироваться от 3 кВт до 70 кВт. Поэтому если вам требуется отопление большого производственного помещения, несколько индукционных котлов, сделанных своими руками и поставленных в ряд, выполнят задачу со 100%-процентной эффективностью.
  3. Безопасность. Наиболее волнующий вопрос, который останавливает некоторых домовладельцев перед сборкой индукционного котла своими руками. Важно понять, что аппарат, сделанный самостоятельно, при соблюдении всех правил, описанных ниже, будет абсолютно безопасным. Надежность вашей модели и заводской будет существенно отличаться, причем в вашу пользу.

Особенности индукционного отопления

Схема конструкции индукционного котла

Для повышения температуры теплоносителя необходимо обеспечить передачу тепла от энергоносителя воде. В традиционных электрических котлах за это отвечают ТЭНы. Однако они имеют ряд недостатков, которые в первую очередь связаны с повышенным потреблением электричества. Современная индукционная печь отопления работает по другому принципу.

Для того чтобы сделать индукционное отопление своими руками – необходимо досконально изучить специфику его работы. В основе его функционирования заложен принцип электромагнитного индуктора. Его конструкция состоит из двух обмоток, каждая из которых выполняет определенную функцию:

  • Первичная. Необходима для преобразования подаваемого на нее электричества в вихревой ток. Это один из шагов для создания индукционного явления;
  • Вторичная. Вследствие воздействия электромагнитного поля начинает нагреваться, тем самым передавая полученную тепловую энергию теплоносителю.

На практике для изготовления индукционного отопления частного дома своими руками понадобится внешний контур, который выполняет функцию корпуса. Внутренний сердечник изготавливается из стального стрежня, толщина которого обычно равна 10 мм. Такая конструкция позволяет уменьшить массу, и в то же время повысить эффективность работы. Для заводских моделей показатель КПД может достигать 98%. В то же время даже правильно сделанный индукционный котел отопления своими руками имеет значение этой характеристики порядка 87-90%.

Все индукционные системы отопления не комплектуются циркуляционными насосами, расширительным баком и системой безопасности. Эти компоненты необходимо приобретать отдельно.

Разновидности самодельных котлов на твердом топливе для отопления частного дома

Котлоагрегаты, собранные самостоятельно, обойдутся дешевле заводских серийных аналогов, но коэффициент полезного действия у них ниже. Принцип работы отопителя основан на том, что сгорающее топливо выделяет тепло, которое через теплообменник нагревает циркулирующую воду. В этом самодельные конструкции ничем не отличаются от фабричных.

Существенные минусы отопительного оборудования, изготовленного кустарным способом? — отсутствие теплотехнических расчётов и гарантии. В первом случае сложно подогнать мощность отопителя для обогрева имеющейся площади. При нехватке тепловой энергии в доме будет холодно, а при избытке экономичность и КПД не достигнут желаемого предела.

В случае с оборудованием серийного производства домовладелец может быть уверен, что техника будет работать, а если нет — её всегда можно вернуть или заменить. За эффективность самодельной конструкции отвечает только тот, кто её сделал и смонтировал. В случае неисправности ремонтировать котлоагрегат придётся самостоятельно.

Перед сборкой отопителя следует определиться с его конструкцией. Последняя зависит от принципа действия или того, как и какое топливо будет сгорать в топке. По этому критерию выделяют несколько типов отопителей:

  1. Дровяные. Наиболее простая конструкция котла, которую легко сделать самостоятельно. Однако использование энергонасыщенного топлива в нём недопустимо.
  2. Пиролизные. Самая сложная и дорогая в реализации конструкция. В ней допускается сжигание любого твёрдого топлива, а эффективность получения тепловой доходит до максимальных показателей, за счёт чего достигается наибольшая экономичность.
  3. Длительного горения. Наиболее подходящие конструкции, пригодные к изготовлению частным образом. Они менее материалоёмкие, экономичные и не требуют частой загрузки топлива.
  4. Пеллетные. В них сгорают специальные гранулы, изготавливаемые из прессованных пиломатериалов. В его конструкции используются сложные дорогостоящие механизмы, что делает самостоятельное изготовление неактуальным.

К сведению!

При самостоятельном изготовлении котла можно взять за основу требования ГОСТ 33014-2014. В нём указаны основные конструкционные особенности оборудования, приведены марки сталей, из которых допустимо собирать корпус, а также принципы обеспечения безопасности при получении тепла.

Читайте также:  Как рассчитать сколько электроэнергии потребляет газовый котел

На конструктивное исполнение отопителя влияет цена и доступность материалов, тип горючего и характер движения теплоносителя в водяной рубашке. Наиболее долговечна жаропрочная нержавеющая сталь. Но она самая дорогая из возможных аналогов, её сложно обрабатывать и сваривать. Для удешевления производства можно взять более толстую углеродистую сталь обыкновенного качества.

Если планируют использовать систему отопления с естественной циркуляцией, обязательно используют соединительные патрубки с большим проходным сечением. Когда конструкция отопителя не позволяет установить арматуру нужного диаметра, применяют циркуляционный насос, обеспечивающий необходимое движение жидкости. Это позволит уменьшить размер труб, но необходимо предусмотреть возможность аварийного расхолаживания в случае прекращения подачи электроэнергии.

Процесс изготовления тэнового котла

Теперь поговорим о том, как сделать электрокотел отопления на 220в своими руками.

Придерживайтесь следующей инструкции:

  1. Для начала нужно изготовить патрубки для подключения прибора к отопительной системе дома. Нам понадобится три патрубка – два диаметром 1,25 дюйма и один сечением 3 дюйма.
  2. Теперь делаем емкость под бак. По сути, это труба самого большого диаметра, где теплоноситель будет нагреваться. Для этого в подготовленном отрезе трубы прорезают отверстия, края которых тщательно зачищают и обрабатывают. К подготовленным отверстиям приваривают патрубки, которые были изготовлены на предшествующем этапе. После этого из листовой стали вырезают два круга, которые по диаметру немного превышают сечение нагревательной емкости. Круги приваривают к торцам трубы большого сечения. Места сварки тщательно зачищают и шлифуют.
  3. К верхней части трубы приваривают патрубок с сечением 1,25 дюйма. Затем в днище всей конструкции проделывают два отверстия, края которых шлифуют. В эти отверстия устанавливают первый ТЭН. К ранее приваренному патрубку будет крепиться второй ТЭН.
  4. После этого котел подключают к системе отопления дома. Для этого используем патрубки, которые были приварены на предварительном этапе.
  5. После этого к верхнему патрубку прикрепляют еще один ТЭН (с меньшей мощностью). У этого нагревательного элемента должен быть терморегулятор. Теперь самодельный тэновый котел готов.

Важно! Для подключения конструкции к электросети лучше обратиться за помощью к профессиональному электрику, если нет опыта выполнения подобных работ.

После подключения проверяют работоспособность системы. Для этого при помощи мультимера измеряют температуру теплоносителя. Она должна быть в пределах 70°С.

Компоненты индукционного водонагревателя

Самое простое устройство генерации тепла на основе вихревых потоков представляет собой электрический индуктор, который состоит из нескольких обмоток:

  • первичной;
  • вторичной.

В первичной обмотке электроэнергия преобразуется в вихревые токи, а затем направляет магнитное поле на вторичную. Далее созданная электромагнитная энергия передается теплоносителю, нагревая его. Вторичная обмотка представляет собой одновременно нагревательный элемент и корпус индукционного котла. Он состоит из:

  • внешней обмотки;
  • сердечника;
  • электроизоляции;
  • тепловой изоляции.

Работа индукционного нагревателя

Для поступления холодной воды в агрегат и выхода горячей в систему отопления монтируются два патрубка. Для циркуляции жидкости встраивается насос. Перегрев воды при работе отопительной системы не происходит, так как жидкость постоянно циркулирует – подается остывшая, а выводится горячая. Устанавливать такие водонагреватели для обогрева можно практически в любых помещениях. За счет конструкционных особенностей системы снижается вес и размеры нагревательного элемента, а теплоотдача – существенно увеличивается. Теплоноситель в итоге получает около 97-98%% энергии без существенных потерь.

Внимание! Для монтажа индукционного нагревателя какой-либо серьезной перепланировки отопительной системы делать не нужно, этот агрегат в нее просто встраивается.

Индукционный нагреватель для плавки и закалки металла своими руками

Добрый день. Ну и хватит о добром. Начитавшись и насмотревшись на всем известный индукционный генератор по схеме ZVC драйвера, решил сделать нечто похожее для закалки небольших металлических предметов, в гаражную автомастерскую и для плавки свинца на грузила. Схема стандартная, обычный высокочастотный мультивибратор, который повторили уже сотни человек.

Схема ZVC драйвера

Стандартный вариант генератора

Усиленный вариант схемы

Но видно мне войти в их число не судьба…

Были куплены все необходимые детали — новые полевые транзисторы, новые фаст диоды и стабилитроны. Всё перед пайкой было испытано на транзистор-тестере, в том числе для определения правильной цоколёвки.

Была собрана шикарная катушка из чистой меди диаметром 5 мм. Но работать сей девайс упорно отказывался.

Подозрение пало на дросселя, которые большинство радиолюбителей рекомендует мотать на желтых порошковых кольцах от БП АТХ.

Добыча искомых и установка также оказалась безрезультативной — индукционный нагреватель металлов как не работал раньше, так и не собирался работать дальше. Подключение различных вариантов катушек совместно с конденсаторами разной емкости картину не изменили — «открывает рыба рот, но не слышно что поёт», то есть транзисторы открываются, ток тянут, а генерации не происходит…

В конце концов всё это изрядно надоело, многодневные танцы с бубном закончились, и пришлось с поклоном идти к китайцам на ихний Алиэкспресс, заказывать за 7 долларов готовый модуль генератора.

Спустя 2 недели эта штука была доставлена курьером прямо на дом и после подключения к компьютерному блоку питания на 12 В успешно заработала.

Причём она работала и от 5-ти вольт, и с маленькой штатной катушкой, и с большой самодельной, в общем генерировала мощное электромагнитное поле во всех позах (с теми же деталями и схемой). Раскаляет 3 мм штырь до красна за 20 секунд. С железкой 6 мм возится несколько минут, при этом жутко греется само (в основном транзисторы и катушка).

На что тут грешить — даже не знаю. Может конденсаторы не те, может транзисторы… В любом случае факт остается фактом: промышленная плата заработала, а самодельная нет. Так что кто хочет — может смело кинуть в меня куском канифоли, другие — посочувствовать, третьи сами попробовать собрать этот индукционник и написать в комментариях о результатах…

Читайте также:  Как проводится разводка систем отопления?

Вариант №Изготовление электродного котла

Электродный котел это более прогрессивная разработка. Такие нагреватели начали массово применять в последние 10–15 лет.

Устройство электродного котла

В качестве нагревательного элемента в электродном котле используется собственно сама вода. Котел это металлический корпус, в который вставлен изолированный от корпуса стальной электрод.

К электроду подключается фаза, а к корпусу ноль, когда подается напряжение, ионы воды начинают колебаться с частотой 50 герц, в результате чего жидкость нагревается. Именно поэтому такие агрегаты еще называют ионными.

Общая схема электродного котла.

Габариты у таких агрегатов небольшие, в качестве корпуса используется труба диаметром до 320 мм и длиной до 600 мм, но это максимум, для частных домов делаются ионные котлы почти вполовину меньше.

Схема отопительной системы с ионным котлом.

Достоинства:

  • Довольно скромные размеры, этот котел не будет мешать даже в локальной отопительной системе небольшой квартиры;
  • В этих нагревателях нет «сухого хода», то есть, без воды котел просто перестанет работать, но ничего в нем не перегорит;
  • Системе не страшны перепады напряжения;
  • Быстро нагревается и также быстро остывает, а значит, легко регулируется;
  • По сравнению с агрегатами, работающими от ТЭНов электродный котел значительно экономичней.

Электродные котлы намного экономичней ТЭНовых.

Недостатки:

  • Ионные котлы очень требовательны к качеству и уровню электропроводности теплоносителя;
  • Ввиду повышенной опасности поражения током аппараты нуждаются в надежном заземлении;
  • При попадании воздуха в систему электроды активно коррозируют и быстро приходят в негодность.

Собираем ионный котел

Пуск нагревателя

Процесс подготовки к запуску подразумевает проверку соединений на прочность, осмотр подключения к сети питания и заполнение системы теплоносителем. При выявлении дефектов, все недочеты устранить, пережатые или порванные провода заменить, изолировать.

Совет! Перед запуском сети все конструкции очистить от пыли. Чтобы не допускать скачков напряжения рекомендуется установить защитное реле автоматического отключения.

Процедура запуска не представляет сложности:

  • заполнить сеть теплоносителем;
  • спустить воздух из радиаторов открытием кранов Маевского;
  • включить котел в розетку питания.

Зная, как сделать электрокотел отопления своими руками на 220 В, мастер сможет быстро настроить инженерную сеть без помощи специалиста. Для ускорения транспортировки теплоносителя в конструкцию встраивается циркуляционный насос. При формировании магистрали с самотечным движением, трубопровод выкладывается с уклоном в сторону обратки, чтобы охлажденный теплоноситель быстрее возвращался в котел отопления.

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.

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.

Шаг 10: Проверка работоспособности

Чтобы ваш нагреватель включился, просто подсоедините его к источнику питания. Потом поместите предмет, который вам нужно нагреть, в середину рабочей спирали. Он должен начать нагреваться. Мой нагреватель раскалил скрепку до красного свечения за 10 секунд. Предметы крупнее, как гвозди, нагревались примерно за 30 секунд. В процессе нагревания потребление тока выросло приблизительно на 2 А. Этот нагреватель можно использовать не только для развлечения.

Читайте также:  Печь шведка: особенности конструкции, функционал, порядовка

После использования прибора не образуется сажи или дыма, он воздействует даже на изолированные металлические объекты, например, газопоглотители в вакуумных трубках. Также прибор безопасен для человека – с пальцем ничего не случится, если поместить его в центр рабочей спирали. Однако, можно обжечься о предмет, который был нагрет.

Спасибо за чтение!

Целью является практическая реализации обогрева дома с использованием техники индукционной плавки металлов. Идея, не обладает новизной и состоит в том, чтобы индуктор разместить вокруг трубы отопления. Нагревая трубу, тем самым мы нагреваем воду которая циркулирует в системе отопления. Базовой предпосылкой, которая может значительно снизить затраты на электроэнергию является колебательный контур (индуктор-{amp}gt;конденсаторы) который работает в резонансе. Возникает повышение напряжения примерно в десятки раз, которым и осуществляется нагрев металла.

Пиролизные котлы отопления

Для того чтобы сэкономить на материалах и энергии, потраченной на работу котла, следует использовать именно такой тип агрегатов. Принцип работы котла заключается в смеси воздуха и пиролизного газа, которая воспламеняется и дает больше тепла. Стоимость материалов для изготовления пиролизного котла на порядок выше, чем у дровяного, но через пару отопительных сезонов устройство окупается.

Конструкция пиролизного водяного агрегата будет состоять из нескольких секторов: регуляторы подачи электроэнергии, отверстие, дымовые каналы, вентилятор, камера сгорания и трубы. При его изготовлении необходимо придерживаться точного чертежа в связи со сложностью в сборке конструкции. Высокая отопительная способность и коэффициент полезного действия позволяют снизить расход энергии и установить мощность на 25-30 кВт, в отличие от других котлов (40-50 кВт).

Рис. 3 Схема сборки

Для его сборки нам понадобится электродрель, термодатчик, отрезной круг на 230 миллиметров, болгарка, электроды и сварочный аппарат, а также стальные полосы толщиной 2 мм и вентилятор.

  • Вырезать отверстие для топлива немного выше, чем резервуар для горения.
  • Установить ограничитель, который контролирует подачу воздуха.
  • Вырезать в котле специальное отверстие для ограничителя.
  • Приварить ограничитель из трубы толщиной 65-70 мм.
  • Сделать прямоугольное отверстие для загрузки и надежно закрыть его стальной накладкой.
  • Вырезать отверстие для удаления золы.
  • Желательно сделать отводную трубу с изгибом ради повышения количества вырабатываемого тепла.
  • Установить снаружи конструкции вентиль для регулировки количества теплоносителя.
  • Провести герметическую проверку и смонтировать.

Рис. 4 Принцип работы

Как сделать индукционный котел отопления своими руками

Индукционные отопительные котлы появились на рынке не так давно, но уже стали серьезным конкурентом классического оборудования на ТЭНах. Устройства этих типов имеют одинаковые габариты и не отличаются по показателю расходуемой мощности. Однако у инверторного оборудования есть ряд преимуществ, например, они быстрее прогревают систему отопления. Применив имеющиеся знания, можно создать индукционный котел отопления своими руками.

В основе всех устройств индукционного типа лежит способность материалов, проводящих электроток, нагреваться под воздействием вихревых токов, которые создаются с помощью электромагнитной индукции. В качестве источника индукции используется переменный электроток большой частоты, проходящий через первую обмотку отопительного устройства.

Вторичная короткозамкнутая обмотка представлена нагревательным элементом, расположенным внутри катушки. Вихревые токи могут появляться и при стандартной частоте электросети в 50 Гц. Однако в такой ситуации отопительный прибор не сможет функционировать с максимальной эффективностью, а во время его работы будут наблюдаться вибрация и шум. Таким образом, частоту необходимо поднять минимум до 10 кГц.

Отопительный инверторный котел состоит из теплообменника, выполняющего роль сердечника, на который наматывается обмотка тороидального типа, подключенная к преобразователю частоты. Когда по обмотке протекает электроток, появляется переменное магнитное поле, вызывающее появление вихревых токов в теплообменнике.

Необходимая для работы отопительного агрегата частота задается с помощью сигналов с блока управления, поступающих на частотный преобразователь. Все промышленные котлы этого типа оснащаются современными системами автоматизации, позволяющими обеспечить оптимальную температуру теплоносителя, а также выключить агрегат при возникновении аварийных ситуаций.

Теплоноситель проходит через теплообменник и нагревается с помощью вихревых токов. Так как температурные показатели жидкости на входе и выходе различаются, непрерывная циркуляция воды в отопительном контуре возможна даже без использования насосного оборудования. В качестве носителя могут использоваться масло, антифриз, тосол и вода.

Особое внимание нужно обратить на тот факт, что качество жидкости не имеет значения – система находится в состоянии постоянной вибрации, не ощущаемой человеком, и это препятствует образованию накипи на трубах. Внешняя оболочка котла представляет собой металлическую конструкцию, оснащенную системами тепловой и электрической изоляции. Ниже представлена схема индукционного отопления своими руками, которую можно реализовать довольно легко.

Среди преимуществ отопительных устройств индукционного типа стоит отметить следующие:

  • Показатель КПД составляет от 95 до 98%.
  • На рынке представлено большое количество моделей, способных работать в сетях 220 и 380 В.
  • Быстрый нагрев системы после включения агрегата.
  • Низкие требования к теплоносителю.
  • Накипь не образуется в течение длительного временного отрезка.
  • Срок эксплуатации составляет не менее 25 лет.

Однако инверторный агрегат имеет и несколько недостатков. Наиболее существенным среди них является стоимость. Именно поэтому многие домашние мастера решают сделать индукционный котел своими руками. Чертежи этого устройства можно разработать самостоятельно, а можно воспользоваться готовыми. При этом самодельная конструкция практически не будет уступать промышленным моделям по эффективности работы.