Индукционное отопление частного дома своими руками

Центром отопительной системы в частном доме является отопительный котел. Именно он выделяет энергию, которая в дальнейшем преобразуется, поступает в теплоноситель и нагревает отопительные радиаторы. В этой статье мы расскажем как сделать котел отопления своими руками, как сварить котел для отопления частного дома, а также предоставим чертежи и фото инструкции.

Принцип работы индукционного котла

Нагрев теплоносителя производится за счет использования явления электромагнитной индукции. На катушку из толстого проводника подается переменный высокочастотный электрический ток. Внутри и вокруг нее создается электромагнитное поле.

Внутри располагается стержень из материала, который магнитится. Вихревые токи, воздействуя на стержень, разгоняют молекулы внутри него, за счет чего он очень быстро нагревается.

Принцип работы индукционного котла

Вокруг стержня циркулирует жидкий теплоноситель, забирая избыточное тепло, и доставляет его в радиаторы по всему помещению. Движение теплоносителя в контуре отопления может происходить естественным образом за счет конвекции. В больших системах дополнительно ставится система циркуляционных насосов, которая обеспечивает движение воды внутри батарей.

Понимая принцип работы устройства, можно придумать, как сделать самому подобный аппарат. Рассмотрим один из самых легких способов.

Виды отопительных котлов

Котлы, работающие на газу

Перед началом самостоятельного изготовления котла, необходимо определиться с его видом, который зависит от типа топлива, нагреваемого тепловой носитель. При желании можно соорудить котел, работающий от любого топлива. Найти необходимую информацию можно на ресурсах интернета. Однако прежде чем сделать выбор, стоит иметь представление о преимуществах и недостатках самых известных из них.

  1. Котлы для отопления, работающие на газу. Данный вид не стоит пытаться изготовить своими руками, так как к ним предъявляется очень много требований, которые вы вряд ли сможете удовлетворить. Ну и не менее важная причина – это высокая вероятность взрыва в ходе эксплуатации. Монтаж газового котла запрещен в подвальном помещении дома.
  2. Для изготовления электрического котла вам не потребуется профессиональных навыков и наличия множества материалов. Нельзя не отметить огромный недостаток – высокие цены на электрическую энергию. Это является идеальным вариантом для периодического обогрева домика на даче, но для постоянного использования электрический котел очень дорог.
  3. Котел с жидким топливом вполне подходит для изготовления своими руками, но стоимость топлива и особенности настройки форсунок могут вызвать немалые сложности в ходе работ.
  4. Среди всех перечисленных вариантов самым оптимальным можно назвать котел, работающий на твердом топливе, в качестве которого можно успешно использовать дрова.

Котел для системы водяного отопления

Всем известно, что дрова имеют высокую скорость сгорания, а соответственно не успевают обогреть помещение до нужной температуры при первоначальном КПД. Для того чтобы оптимизировать этот процесс, стоит рассмотреть два способа самостоятельного сооружения котлов на твердом топливе.

Плюсы котла отопления, сделанного своими руками

Водяной котел своими руками просто незаменим для загородного жилища, где услуги за отопление нередко бывают слишком высокими. Водный котел своими руками на дровах для печи – отличная альтернатива газу. а также он позволит значительно сэкономить горячую воду.

Когда речь идет о загородном доме, то далеко не все дома подключены к газовому отоплению, а подключить – тоже удовольствие не из дешевых. Конечно же, проблему можно решить и другим путем, приобретя в магазине электрическую модель для отопления, но она тоже очень дорогая, да и траты на электричество при условии его установки тоже вырастут.

Читайте также:  Как почистить термопару в газовой плите?

Модель, созданная собственноручно, может не уступать заводским моделям по показателям мощности и эффективности, а иногда и превосходит их в разы. Если работать строго по инструкции и правильно произвести все расчеты, то результатом вы точно разочарованы не будете.

Приступая к работе, не забывайте о правильном расчете температуры, а также выбирайте не слишком тонкие листы металла, чтобы он не выгорел. Кроме того, в качестве материала для работы вы можете взять старые использованные котлы или же на основе готовой дровяной печи.

Ключевые преимущества водяного котла для отопления при печи, сделанного вручную:

  1. экологичность;
  2. хороший показатель КПД;
  3. низкая себестоимость материалов и топлива;
  4. безопасность;
  5. приемлемые условия работы;
  6. автономная установка.

Плюсы самостоятельной сборки отопительного прибора

Котлы, работающие от электричества, традиционно считаются неэкономичными. Учитывая, что стоимость электроэнергии постоянно растет, они обходятся «в копеечку» своим владельцам. Впрочем, индукционные котлы, хотя и работают от электричества, достаточно экономичны.

Но это еще не весь список их достоинств. Решившись на установку такого прибора можно получить:

  • Быстрый разогрев теплоносителя. На это уходит в среднем 3-5 минут.
  • КПД приближенный к 100%, поскольку практически вся электроэнергия преобразуется в тепловую.
  • Высокую температуру разогрева жидкости в отопительном контуре, минимум – 35С.
  • Отсутствие накипи на внутренних поверхностях устройства, что объясняется вибрациями, которые появляются при работе устройства. Они предотвращают появление отложений.
  • Длительный срок эксплуатации, поскольку отсутствуют движущиеся и трущиеся механизмы и детали. Соответственно, нет износа оборудования и повреждения его комплектующих.
  • Отсутствие необходимости отводить продукты сгорания и часто проводить обслуживающие мероприятия.
Плюсы самостоятельной сборки отопительного прибора

Недостатков у индукционных котлов не так уж и много. Прежде всего, это достаточно высокая стоимость оборудования. Кроме того, в процессе работы приборы издают небольшой вибрационный шум. Еще один минус – достаточно большая масса, что обязательно нужно учесть при монтаже устройства на стену.

Чтобы получить максимальный эффект от использования индукционного котла, как самодельного, так и серийного, нужно подключить их группой и использовать поочередно или все сразу

Материалы и инструменты

Перед тем, как начать сборку индукционного котла, прежде всего, нужно позаботиться о наличии всех необходимых материалах для его изготовления, а также, чтобы под рукой были требуемые для работы инструменты.

Для конструирования будут нужны:

  • отрезок пластиковой трубы, который будет являться корпусом агрегата;
  • стальная или нержавеющая проволока, которая будет являться своего рода нагревательным элементом;
  • медная проволока необходима для создания индуктора;
  • шаровые краны и переходники будут нужны для подключения индукционного котла к отопительной системе;
  • инвертор, желательно от сварочного аппарата;
  • циркуляционный насос;
  • кусачки;
  • плоскогубцы.

Когда все готово из вышеперечисленного списка, можно приступать непосредственно к сборке котлоагрегата.

Техника безопасности

  1. Медная катушка не должна иметь открытых неизолированных участков.
  2. Подобные индукционные обогреватели нужно использовать вместе с насосом, чтобы поддерживать температуру в системе на одном уровне.
  3. Система отопления должна быть закрытого типа, т.к. в обратном случае существует риск того, что из нее уйдет теплоноситель. Это станет причиной перегрева проволоки и расплавления корпуса.
  4. Отопитель не должен находиться рядом с легковоспламеняющимися предметами, а также на расстоянии ближе 30 см от стен.
  5. Необходимо обязательно оснастить систему манометром и механизмом отвода воздуха. Воздушные пробки внутри корпуса котла могут стать причиной его разрушения.

Преимущества заводской модели

Прежде чем браться за изготовление котла самостоятельно, стоит знать об особенностях индукционных моделей, выполненных фабрично.

Первая особенность заключена в гибкости выбора вариантов мощностей котла. На отечественном рынке представлены устройства с мощностью от 3 до 80 кВт, поэтому для любой площади помещения можно подобрать нужный котел. С самодельным устройством подбирать параметры котла придется буквально экспериментальным путем.

Читайте также:  Как настроить регулятор тяги для твердотопливных котлов

Второй фактор, свидетельствующий в пользу серийного индукционного котла отопления, заключается в его комплектации. В нем будет установлен блок управления, который поможет запрограммировать работу устройства и в случае нештатных ситуаций соответствующим образом на них отреагировать.

Эта особенность, прежде всего, относится к вопросам безопасности, но также и к общему комфорту пользованием.

Инструкция по созданию простого индукционного котла

  1. Внутрь трубы нужно поместить металлический элемент: шнек металлический или проволоку диаметром 7 мм, нарезанную на части в 5 см. Индуктор будет греть шнек, вода станет проходить по «канавкам» шнека, нагреваться и выходить горячей. Здесь зависит КПД от шага шнека – если меньше шаг, то вода проходит больше витков и, соответственно, быстрее нагревается. При этом если индукционная плита работает только с магнитным материалом, вместо шнека можно вставить в трубу нержавеющую мочалку (предварительно проверить магнитом ее свойства) или фехраль и добиться того же используются нержавеющие материалы? Чтобы не вызвать коррозию в последствии, а спокойно использовать агрегат по умолчанию.
  2. Дальше понадобится металлическая мелкоячеистная сеточка – нужно проверить, чтобы те «запчасти», которые были помещены внутрь трубы, не могли пройти через сеточку. Именно она удерживает их внутри. И закройте дно основной трубы одной сеточкой, а свободной отверстие трубки – другой сеточкой.
  3. Далее приступите к созданию индукционной катушки: накрутите на подготовленную пластиковую трубу медную эмалированную проволоку: нужно сделать около 95 витков и предусмотреть одинаковое расстояние между ними. Для обеспечения электроизоляции обмотки нужно обмазать ее специальным клеем – «Эпоксидный».
  4. Снизу необходимо закрепить вводной переходник, который обеспечит подачу воды, а сверху – выводной. При этом входы и выходы целесообразно «обогатить» шаровым вентилем на случай, если вы соберетесь произвести демонтаж котла (при их наличии воду спускать нет необходимости) и аварийный клапан для сброса давления.
  5. В итоге получилось устройство, которое уже можно использовать, остались последние штрихи – его нужно подключить к системе отопления. Вырежете из трубопровода часть трубы, которая соответствует размерам полученного агрегата и вставьте самодельный котел. Здесь же можно использовать шкаф (корпус), закрепив устройство на кронштейны (или текстолит).
  6. Далее его нужно соединить с инвертором и уже можно запускать воду, то есть заполнять систему теплоносителем и испытывать действие самодельного индукционного котла «на себе». Но и здесь есть одна особенность: не включайте котел при отсутствии теплоносителя в отопительной системе, иначе он может расплавиться и все труды станут бессмысленными.
  7. После наполнения водой можно производить запуск индукционного котла отопления и настройку режима его работы.

К преимуществам такого котла можно отнести не только то, что он практически не нуждается в обслуживании в отдельном помещении, но и в том, что способен бесперебойно прослужить вам верой и правдой от 20 лет.

Чем отличаются индукционные котлы от ТЭНовых

Отличие оборудования, оснащенного ТЭН, от индукционных котлов:

  1. Состав комплекта. Индукционное оборудование поставляется в наборе с насосом, запорной арматурой, датчиками и предохранительным блоком. Увеличение перечня деталей приводит к повышению стоимости комплекта на 60-70% (при одинаковой мощности).
  2. Управляющая электроника стандартного котла располагается внутри кожуха, индукционное оборудование укомплектовано отдельным шкафом.
  3. Вес компонентов индукционного котла в 1,8-2,2 раза превышает массу деталей стандартного прибора с ТЭН.
  4. Стандартный котел оборудован ступенчатым регулятором интенсивности нагрева жидкости, позволяющим вручную корректировать производительность и энергопотребление. Индукционный узел работает в едином режиме мощности; изменение степени нагрева корректируется производительностью насоса. Существуют модели с переключателями режимов, которые незначительно снижают мощность.
  5. В конструкции индукционного оборудования используются реле, рассчитанные на коммутацию тока повышенной силы. При работе контактных групп происходят щелчки, сопровождающиеся просадкой напряжения в цепи электроснабжения. Котлы с ТЭН оснащаются малогабаритными реле с пониженной шумностью.
  6. Изделия с ТЭН оборудованы блоками управления с модулем памяти, сохраняющим коды ошибок. Информация отображается на дисплее, владелец может самостоятельно расшифровать код и определить неисправность. Индукционные котлы не поддерживают подобной функции.
Читайте также:  Бойлер для отопления частного дома — модели и установка

Руководство желающим сделать простейший индукционный вихревой нагреватель ↑

Конструктивно не сложные индукционные котлы отопления своими руками соорудить могут все, кто не забыл, как выглядит стальная катанка и умеет пользоваться кусачками.

  • Чтобы не перенапрягаться с собственноручным изготовлением сложного агрегата, желательно запастись недорогим высокочастотным сварочным инвертором. Хорошо, если аппарат будет оснащен устройством плавной регулировки тока. Величина сварочного тока инвертора прямо пропорциональна мощности сооружаемого котла. Оптимальным показателем считают 15 ампер, но самодельную конструкцию можно оснастить и более мощным агрегатом.
  • Материалом, нагреваемым в электромагнитном поле, будут служить отрезки стальной проволоки или катанки из нержавейки. Подойдет прокат с диаметром 7 мм, его нужно разрезать кусачками на кусочки с приблизительной длиной 5 см.
  • Для изготовления корпуса, являющегося одновременно участком отопительного трубопровода и основой для формирования индукционной катушки, нужно взять пластиковую толстостенную трубу. Внутренний диаметр выбираемой трубы должен быть слегка меньше 5 см.
  • Элементами подсоединения к отопительной сети будут переходники. Через них в нагревательный агрегат будет поступать охлажденный, а затем выходить нагретый теплоноситель. Первый переходник нужно прикрепить к основанию будущего корпуса.
  • На дно пластиковой трубы нужно положить металлическую сетку. Она нужна для того, чтобы отрезки проволоки не проваливались в трубопровод.
  • Куски проволоки произвольно засыпаются. Их потребуется столько, сколько нужно для полного заполнения внутреннего пространства.
  • По аналогии переходником закрывается верхняя часть самодельного устройства.
  • Осталось сделать индукционную катушку. Для этого нужно вокруг заполненной кусками катанки пластиковой трубы намотать 90 витков медного эмалированного провода. Виток за витком прокладывать нужно аккуратно, расположив их примерно в середине полезной самоделки.
  • Сооруженное устройство нужно подсоединить к сети отопления. Для этого из трубопровода вырезается часть трубы, в разрыв с помощью переходников устанавливается сделанный собственноручно нагревательный прибор.
  • Самодельную индукционную катушку соединяют с высокочастотным инвертором и заполняют отопительную сеть водой. Включать индукционный обогреватель можно только при условии наличия теплоносителя в системе. Без циркулирующей воды пластиковый корпус может просто расплавиться.

Принцип действия самодельного индукционного нагревателя

Руководство желающим сделать простейший индукционный вихревой нагреватель ↑

Внимание. Индукционное нагревательное устройство необходимо обязательно заземлять.

Если подсчитать копеечные, зачастую просто нулевые расходы на приобретение расходного материала, цены на фабричные котлы наверняка удивят многих.

Порядок работы

Конструирование индукционного агрегата сводится к следующим основным и последовательным этапам изготовления:

  1. Стальная или нержавеющая проволока нарезается кусачками на отрезки длиной от 3 до 7 см.
  2. Пластиковая труба плотно заполняется нарезанными кусками проволоки. При этом важно знать, что проволоку нужно укладывать таким образом, чтобы внутри не образовывались пустоты.
  3. На торцах трубы закрепляется металлическая сетка с той целью, что не допустить высыпания отрезков проволоки.
  4. Сверху и снизу трубы врезаются патрубки. Нижний патрубок нужен для поступления теплоносителя в котел, а верхний – для его подачи в отопительную систему.
  5. Поверх трубы наматывается медная проволока, при этом необходимо соблюсти то условие, чтобы количество витков было не менее 90.
  6. Концы проволоки присоединяются к разъемам инвертора.
  7. С помощью переходников и шаровых кранов котел подключается к отопительной системе, а также устанавливается циркуляционный насос, если такового не было в схеме отопления.

Важный момент:

подачу высокочастотного тока на индукционный котел нужно делать только после того, когда включен циркуляционный насос, и агрегат полностью заполнился теплоносителем!